DE19509268A1

DE19509268A1 - Device for measuring and training the forces and / or mobility of humans or animals

Info

Publication number: DE19509268A1
Application number: DE1995109268
Authority: DE
Inventors: Georg Dr Sc Nat Bluemel
Original assignee: Bavaria Patente & Lizenzen
Current assignee: Bavaria Patente & Lizenzen
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-09-26
Also published as: EP0732127A2; EP0732127A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermessung und zum Training von Kräften und/oder Beweglichkeiten von Mensch oder Tier.The invention relates to a device for measuring and for training forces and / or mobility of Human or animal.

Solche Vorrichtungen werden beispielsweise benötigt, um die Entwicklung einzelner Muskeln oder Muskelpartien bzw. der Beweglichkeit der entsprechenden Körperteile möglichst exakt zu steuern. Dies kann etwa im Leistungssport von Bedeutung sein, um einen Trainingsfortschritt zu überprü fen, aber auch bei medizinischen Rehabilitationsprozessen. Vergleichbare Anwendungen sind auch für Rennpferde etc. denkbar.Such devices are required, for example, to Development of individual muscles or muscle parts or the Movement of the corresponding parts of the body if possible to control exactly. This can be the case in competitive sports from Be important to check a training progress fen, but also in medical rehabilitation processes. Comparable applications are also for race horses etc. conceivable.

Die genannten Verwendungsmöglichkeiten betreffen die Ent wicklung von Muskeln bzw. der Beweglichkeit von Körpertei len. Hierzu müssen deren Leistungsfähigkeit bzw. die Kräf te, welche sie aufbringen können, über einen längeren Zeit raum immer wieder gemessen werden. Dabei ist es von großer Bedeutung, vergleichbare Meßwerte zu erhalten, was in der Praxis bisher kaum möglich war.The uses mentioned relate to Ent development of muscles or the mobility of body parts len. For this, their performance or the strength which they can apply over a longer period of time space can be measured again and again. It is great Importance to get comparable measured values, what in the Practice was hardly possible until now.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, eine Vorrichtung zur Vermessung und zum Training von Kräften und/oder Be weglichkeiten von Mensch oder Tier zur Verfügung zu stel len, welche vor allem für die genannten Anwendungen besser geeignet ist.The present invention aims to provide a device for measuring and training forces and / or loading human or animal pathways len, which is especially better for the applications mentioned suitable is.

Sie erreicht dieses Ziel mit dem Gegenstand des Anspruchs 1, also durch eine Vorrichtung zur Vermessung und zum Training von Kräften und/oder Beweglichkeiten von Mensch oder Tier, welche Mittel zur Kraft- und/oder Beweglichkeitsmessung mit vorgegebenen Angriffsmitteln und Positionierungsmittel zur reproduzierbaren Einstellung der Relativlage von Körper teilen und Angriffsmitteln aufweist.It achieves this goal with the subject matter of claim 1, So through a device for measurement and training of forces and / or mobility of humans or animals, which means to measure strength and / or mobility predetermined means of attack and positioning means reproducible adjustment of the relative position of the body share and has means of attack.

Auf diese Weise wird die Lage der betroffenen Körperteile relativ zu den entsprechenden Angriffsmitteln während der einzelnen Messungen oder Übungen grundsätzlich reproduzier bar. Infolgedessen kann sie immer wieder gleich eingestellt werden. Im Ergebnis können dadurch die einzelnen Kraftmes sungen oder Übungen unter gleichen oder zumindest unter ähnlichen Bedingungen durchgeführt werden. Die Meßergeb nisse werden somit vergleichbar und damit den an sie ge stellten Anforderungen in der gewünschten Präzision ge recht. Nach einer Einstellung der Kopplung Mensch-Maschine können beispielsweise nacheinander Kräfte an den "Symme trieantrieben", also etwa am rechten und am linken Knie, und auch in verschiedenen Wirkrichtungen, z. B. Knie strek ken oder beugen, gemessen werden.This way, the location of the affected body parts relative to the appropriate means of attack during the reproduce individual measurements or exercises bar. As a result, it can always be set the same will. As a result, the individual force measuring sung or exercises under the same or at least under similar conditions are carried out. The measurement results Thus, nisse are comparable and thus the one addressed to them made demands with the desired precision Law. After setting the coupling between man and machine For example, forces on the "Symme tri-drives ", ie on the right and left knee, and also in different directions, e.g. B. Stretch knee or bow, be measured.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Angriffsmit tel und die Mittel zur Kraftmessung als Kraftaufnahmeplat ten bzw. Druckmeßdosen ausgebildet (Anspruch 2). Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Position der be troffenen Körperteile während der Messung nicht verändert werden soll, wie es bei isometrischen Übungen der Fall ist. Hier kann aus dem Druck, welchen ein betroffenes Körperteil in einer vorgegebenen Positionierung auf eine Kraftaufnah meplatte ausübt, auf die zugrundeliegenden Kräfte geschlos sen werden, welche die entsprechenden Muskeln oder Muskel partien aufbringen. Die Verwendung von Kraftmeßdosen hat auch den Vorteil, daß auf Standardelemente zurückgegriffen werden kann.In a preferred embodiment, the attacks are mit tel and the means for force measurement as a force absorption plate ten or pressure transducers formed (claim 2). This is particularly advantageous if the position of the be affected parts of the body are not changed during the measurement as is the case with isometric exercises. Here the pressure can determine which part of the body is affected in a given position on a force absorption meplatte exercises, closed on the underlying forces which are the corresponding muscles or muscle apply lots. The use of load cells has also the advantage that standard elements are used can be.

Bevorzugt sind die Mittel zur Positionierung und/oder Kraft- und/oder Beweglichkeitsmessung mit Magnetbremsen ausgestattet (Anspruch 3). Magnetbremsen erlauben eine fle xiblere Positionierung der Mittel zur Kraft- und/oder Be weglichkeitsmessung bzw. der entsprechenden Körperteile. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn (auch) Messun gen an bewegten Körperteilen vorgenommen werden sollen. Gleiches gilt für Körperteile mit einem großen Aktionsradi us, etwa die Extremitäten, insbesondere die menschlichen Arme oder Teile davon. Gemessen werden jeweils die Kräfte, welche der Proband mittels einzelner Muskeln oder Muskel partien gegen den Bremswiderstand aufbringt. Zu diesem Zweck kann die jeweilige Magnetbremse die Kräfte auf einen Meßgeber übertragen. Darüberhinaus sind solche Mittel zur Kraft- und/oder Beweglichkeitsmessung vorteilhaft, wenn etwa zusätzlich der Beweglichkeitsbereich der Extremitäten oder die Drehbeweglichkeit der Wirbelsäule ermittelt werden sollen.The means for positioning and / or are preferred Force and / or mobility measurement with magnetic brakes equipped (claim 3). Magnetic brakes allow a fle More flexible positioning of the means for strength and / or loading measurement of mobility or the corresponding parts of the body. This is particularly advantageous if (also) measurement against moving parts of the body. The same applies to body parts with a large radius of action us, such as the extremities, especially the human Arms or parts of them. The forces are measured which the subject by means of individual muscles or muscle parts against the braking resistor. To this The respective magnetic brake can apply the forces to one purpose Transfer encoder. In addition, such means for Force and / or mobility measurement advantageous if for example, the range of motion of the extremities or the rotational mobility of the spine can be determined should.

Bevorzugt umfassen die Positionierungsmittel einen räumlich verstellbaren Liegesessel zur Aufnahme eines Probanden (Anspruch 4). Dies ermöglicht für viele Anwendungen eine besonders einfache und zugleich exakte Positionierung des Probanden.The positioning means preferably comprise a spatial one adjustable recliner to accommodate a subject (Claim 4). This enables one for many applications particularly simple and exact positioning of the Subjects.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind als Angriffsmittel Handgriffe vorgesehen. Dabei sind die Hand griffe an je einem Skelett-artigen Gestänge fest oder ver stellbar gelagert. Die Skelett-artigen Gestänge sind zur flexiblen räumlichen Positionierung der Handgriffe ausge bildet (Anspruch 5). Eine solche Anordnung ermöglicht eine besonders flexible und vielfältige Verwendung des Geräts. Beispielsweise kann es in gleicher Weise für bewegte, iso metrische und erzwungene Übungen oder Bewegungen ausgelegt sein. Insbesondere sind Messungen der Drehbeweglichkeit im Oberkörperbereich möglich. Mit Hilfe derartiger Skelett artiger bzw. Exo-Skelett-artiger Elemente ist eine optimale Anpassung der Vorrichtung an die Anthropometrie des Pro banden möglich, was hochreproduzierbare Meßbedingungen sichert.In a further preferred embodiment, as Attack means handles provided. Here are the hand grasp or hold on a skeleton-like linkage adjustable storage. The skeleton-like rods are for flexible spatial positioning of the handles forms (claim 5). Such an arrangement enables one particularly flexible and varied use of the device. For example, it can be used for moving, iso designed metric and forced exercises or movements his. In particular, measurements of the rotational mobility in the Upper body area possible. With the help of such a skeleton like or exo-skeletal like elements is an optimal one Adaptation of the device to the anthropometry of the Pro tied what highly reproducible measurement conditions backs up.

Vorzugsweise ist wenigstens ein Positionierungsmittel mit Antriebsmitteln ausgerüstet (Anspruch 6). Auf diese Weise läßt sich die Einstellung gewünschter Relativpositionen von Körperteilen und Mitteln zur Kraftmessung besonders einfach und zeitsparend erledigen. Zusätzlich wird es möglich, etwa ein Beweglichkeitstraining für die betroffenen Körperteile durchzuführen oder die Belastbarkeit der entsprechenden Muskeln unter erzwungenen und genau definierten Bewegungen zu messen.At least one positioning means is preferably included Drive means equipped (claim 6). In this way can the setting of desired relative positions of Body parts and means for measuring force are particularly simple and do it in a time-saving manner. In addition, it becomes possible, for example a flexibility training for the affected body parts perform or the resilience of the corresponding Muscles under forced and precisely defined movements to eat.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Positionierungsmittel Positionsmeßmittel zur Messung von Relativpositionen von wenigstens einem Körperteil und einem Angriffsmittel auf (Anspruch 7). Dies ermöglicht eine be sonders unkomplizierte Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.In a further preferred embodiment, the Positioning means Position measuring means for measuring Relative positions of at least one body part and one Attack means on (claim 7). This enables a be particularly uncomplicated handling of the invention Contraption.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist mit Mitteln zur Datenverarbeitung, einschließlich Mitteln zur Eingabe, Speicherung und Ausgabe von Meß- und trainingsrelevanten Daten ausgerüstet (Anspruch 8). Auf diese Weise wird es möglich, etwa die gewonnenen Meßdaten unmittelbar weiterzu verarbeiten oder in der jeweils gewünschten Weise auf zube reiten. Dies wiederum ermöglicht einen besonders effektiven und zeitsparenden Einsatz der Erfindung. Beispielsweise können die benötigten Patientendaten so vor Ort leicht eingegeben oder abgerufen, im Bedarfsfalle korrigiert oder erweitert, und/oder die dazugehörigen Meßdaten ohne beson deren Aufwand weiterverarbeitet, aufbereitet oder verwaltet werden. Another preferred embodiment is provided with means for Data processing, including means for input, Storage and output of measurement and training relevant Data equipped (claim 8). That way it will possible to directly forward the measurement data obtained, for example process or in the desired manner on zube horse riding. This in turn enables a particularly effective one and time-saving use of the invention. For example can easily get the required patient data on site entered or called up, corrected if necessary or extended, and / or the associated measurement data without special their effort processed, processed or managed will.

Vorzugsweise sind dabei gängige Datenübertragungsmittel zwischen Mitteln zur Kraft- und/oder Beweglichkeitsmessung und/oder Positionsmeßmitteln und Mitteln zur Datenverarbei tung vorgesehen, welche die Verwaltung und Bearbeitung der Meßdaten weiter vereinfachen. Insbesondere entfällt ein gesonderter Arbeitsgang zur Erfassung der Meßdaten. Zusätz lich entsteht beispielsweise die Möglichkeit der Verwendung eines Biofeedbackverfahrens (vgl. EP-A-94 113 968.5). Der Proband kann so etwa einen vorgegebenen Belastungsablauf genau nachvollziehen.Common data transmission means are preferred between means for measuring strength and / or mobility and / or position measuring means and means for data processing provided that the management and processing of the Simplify measurement data further. In particular, one does not apply separate operation to record the measurement data. Additional For example, the possibility of use arises a biofeedback process (cf. EP-A-94 113 968.5). Of the Subject can thus do a predetermined load sequence understand exactly.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Datenverarbeitungsmittel und die Antriebsmittel für einen Austausch von Steuersignalen und Meßdaten ausgelegt (An spruch 9). Dies ermöglicht eine beinahe vollständige Auto matisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Beispiels weise könnte sie nun derart ausgelegt werden, daß der Pro band lediglich seinen Namen in eine Datenverarbeitungsanla ge eingeben muß, um die - zuvor gespeicherte - entsprechende Geräteeinstellung abzurufen, die erforderlichen Messungen durchzuführen und die Meßdaten auszuwerten und weiter zu verarbeiten bzw. zu verwalten. Auch wäre etwa im Rahmen eines Beweglichkeitstrainings eine unmittelbare Reaktion der Vorrichtung auf die jeweils vorhandene Leistungsfähig keit der betroffenen Muskeln denkbar.In a further preferred embodiment, the Data processing means and the drive means for one Exchange of control signals and measurement data designed (An Proverb 9). This enables an almost complete car automation of the device according to the invention. Example wise it could now be interpreted so that the Pro just tied his name to a data processing system ge must be entered to match the - previously saved - corresponding Retrieve device setting, the required measurements perform and evaluate the measurement data and continue to process or manage. Also would be about an immediate reaction during mobility training the device to the existing capacity of the affected muscles is conceivable.

Vorzugsweise werden bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Drehpositionierungsmittel verwendet bei welchen drehbare Teile über eine Permanentmagnetbremse in gewünschten Posi tionen fixierbar sind, die Permanentmagnetbremse mit Mit teln zur Kraftmessung verbunden ist und Mittel zur Minimie rung der Reibung bei der Übertragung von Kräften auf die Mittel zur Kraftmessung vorgesehen sind (Anspruch 10). Dies ermöglicht insbesondere bei Messungen an den Extremitäten besonders unkomplizierte und sichere Messungen. Preferably in a device according to the invention Rotary positioning means used in which rotatable Parts via a permanent magnet brake in the desired position the permanent magnet brake with Mit means for force measurement and means for minimizing friction in the transmission of forces to the Means for force measurement are provided (claim 10). This enables especially when measuring the extremities particularly uncomplicated and safe measurements.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen und der beigefügten schematischen Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung ist:In the following the invention is based on exemplary embodiments play and the attached schematic drawing yet explained in more detail. In the drawing is:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Meßvor richtung mit einem Liegesessel in einer Einstel lung für sitzende Probanden; Figure 1 is a perspective view of a Meßvor direction with a recliner in a setting for sedentary subjects.

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Meßvorrich tung aus Fig. 1 in einer Einstellung für liegende Probanden; Fig. 2 is a perspective view of the Meßvorrich device of Figure 1 in a setting for lying subjects.

Fig. 3 ein Aufriß des Liegesessels; Fig. 3 is an elevation of the recliner;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Meßbereichs der Vorrich tung aus Fig. 1; Fig. 4 is a side view of the measuring range of the device from Fig. 1;

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Meßbereich aus Fig. 1; FIG. 5 shows a plan view of the measuring area from FIG. 1;

Fig. 6 eine teilweise Frontansicht des Meßbereichs aus Fig. 1 mit Kraftaufnahmeplatten; FIG. 6 shows a partial front view of the measuring area from FIG. 1 with force absorption plates;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Meßvor richtung für stehende Probanden; Fig. 7 is a perspective view of a Meßvor direction for standing subjects;

Fig. 8 eine teilweise Seitenansicht der Meßvorrichtung aus Fig. 7; FIG. 8 is a partial side view of the measuring device from FIG. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Meßvorrichtung aus Fig. 7; FIG. 9 is a plan view of the measuring device from FIG. 7;

Fig. 10 ein Querschnitt durch eine Kraftaufnahmeplatte mit einer Kraftmeßdose und dazugehörigen Positio nierungsmitteln; Figure 10 is a cross section through a force receiving plate with a load cell and associated positio nation means.

Fig. 11 ein Aufriß einer Meßvorrichtung für den Oberkörperbereich stehender Probanden; FIG. 11 is an elevational view of a measuring device for the upper body region of upstanding subject;

Fig. 12 eine teilweise Frontansicht der Meßvorrichtung aus Fig. 11; FIG. 12 is a partial front view of the measuring device from FIG. 11;

Fig. 13 eine Draufsicht auf die Meßvorrichtung aus Fig. 11; FIG. 13 is a top view of the measuring device from FIG. 11;

Fig. 14 eine Seitenansicht der Meßvorrichtung aus Fig. 11; FIG. 14 shows a side view of the measuring device from FIG. 11; FIG.

Fig. 15 ein Drehpositionierungsmittel mit Mitteln zur Kraft- und/oder Beweglichkeitsmessung mit einer Magnetbremse in einem teilweisen Längsschnitt und Fig. 15 is a rotational positioning means having means for force and / or mobility measurement with a magnetic brake in a partial longitudinal section and

Fig. 16 einen Querschnitt des Drehpositionierungsmittels aus Fig. 15. FIG. 16 shows a cross section of the rotational positioning means from FIG. 15.

In der folgenden Figurenbeschreibung wird auf Raumrichtun gen X, Y und Z Bezug genommen, welche auch in den einzelnen Figuren eingezeichnet sind. Sie entsprechen den zueinander senkrechten Achsen eines kartesischen Koordinatensystems. In diesem Koordinatensystem liegen die beschriebenen Aus führungsbeispiele immer in gleicher Weise so, daß die X- Achse der Längsrichtung, die Y-Achse der Querrichtung und die Z-Achse der Höhenrichtung der Geräte entspricht.In the following description of the figures, room directions are given gen X, Y and Z referenced, which also in the individual Figures are drawn. They correspond to each other vertical axes of a Cartesian coordinate system. The described offs lie in this coordinate system examples in the same way so that the X- Longitudinal axis, Y axis and transverse direction the Z axis corresponds to the height direction of the devices.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrich tung zur Vermessung und zum Training von Kräften, welche ein sitzender oder ein liegender Proband mit seinen Beinen (oder zumindest Teilen davon) aufbringt. Figs. 1 to 6 show a Vorrich according to the invention for measuring and processing to train forces, which applies a sitting or a lying Family with its legs (or at least portions thereof).

Für einen Meßvorgang nimmt der Proband auf einem Liegeses sel 10 Platz (vgl. Fig. 1-3). Über erste Positionierungs mittel 12 wird die gewünschte Stellung einer Rückenlehne 14 des Liegesessels 10 eingestellt. Beispielsweise können die Messungen aufrecht sitzend (vgl. Fig. 1) oder liegend (vgl. Fig. 2) durchgeführt werden. Auch besteht die Möglichkeit, die Rückenlehne 14 in einzeln verstellbare Abschnitte zu untergliedern (angedeutet in Fig. 2, Bezugszeichen 15). Die Höhe einer Sitzfläche 16 über einem Geräteboden 18 wird mittels zweiter Positionierungsmittel 20 der Größe des Probanden angepaßt. Durch verschiedene Frontpartien 22, 24, 26, 27 oder 28 kann der vordere Abschluß der Sitzfläche 16 den jeweils gewünschten Ausbildungsformen entsprechend variiert werden. Die Frontpartien 22, 24, 26, 27 oder 28 können dabei beispielsweise mittels Steckbolzen 30, 32 aufgesteckt werden (vgl. v.a. Fig. 3). Zusätzlich können Armlehnen, Anschnallmittel etc. (nicht dargestellt) vor gesehen sein. Schließlich ist es möglich, den gesamten Liegesessel 10 in X-Richtung zu verschieben. Zu diesem Zweck ist der Sessel 10 auf Laufschienen 34 und 36 gelagert und mit entsprechenden dritten Positionierungsmitteln (nicht dargestellt) ausgestattet. For a measuring process, the test person takes 10 places on a reclining chair (cf. Fig. 1-3). The desired position of a backrest 14 of the recliner 10 is set via first positioning means 12 . For example, the measurements can be carried out sitting upright (see FIG. 1) or lying down (see FIG. 2). There is also the possibility of dividing the backrest 14 into individually adjustable sections (indicated in FIG. 2, reference number 15 ). The height of a seat surface 16 above a device base 18 is adapted to the size of the subject by means of second positioning means 20 . Different front parts 22 , 24 , 26 , 27 or 28 allow the front end of the seat surface 16 to be varied in accordance with the desired design. The front parts 22 , 24 , 26 , 27 or 28 can be attached, for example, by means of plug-in bolts 30 , 32 (cf. especially Fig. 3). In addition, armrests, seat belts, etc. (not shown) can be seen before. Finally, it is possible to move the entire recliner 10 in the X direction. For this purpose, the armchair 10 is mounted on rails 34 and 36 and equipped with corresponding third positioning means (not shown).

Die Knie des Probanden werden - unabhängig von dessen eher liegenden oder sitzenden Gesamthaltung - nach unten abgewin kelt zwischen je zwei Angriffsflächen 40 und 42 bzw. 44 und 46 plaziert (vgl. v.a. Fig. 4 bis 6). Dies erfolgt durch eine Verschiebung des Sessels in X-Richtung entsprechend der Länge der Oberschenkel des Probanden. Sodann werden auf beiden Seiten der Knie die Angriffsflächen 40 und 42 bzw. 44 und 46 in eine gewünschte Position gebracht. Beispiels weise können sie dabei das Knie von beiden Seiten gleich zeitig berühren oder einzwängen. Diese Positionierung wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch vierte Positio nierungsmittel 50 bzw. 56 vorgenommen, durch welche die Angriffsflächen 40 bzw. 46 in Y-Richtung verschoben werden können. Die Angriffsflächen 42 und 44 sind hingegen an einer Mittelwand 52 starr befestigt.The test person's knees - regardless of his or her overall lying or sitting posture - are angled down between two contact surfaces 40 and 42 or 44 and 46 (cf. especially Fig. 4 to 6). This is done by moving the chair in the X direction according to the length of the thigh of the test person. Then the attack surfaces 40 and 42 or 44 and 46 are brought into a desired position on both sides of the knees. For example, you can touch or squeeze the knee from both sides at the same time. This positioning is carried out in the present exemplary embodiment by fourth positioning means 50 and 56 , through which the engagement surfaces 40 and 46 can be moved in the Y direction. The attack surfaces 42 and 44 , however, are rigidly attached to a central wall 52 .

Die Füße des Probanden werden auf Angriffsflächen 60 bzw. 62 plaziert (vgl. Fig. 5 und 6, in Fig. 1 bis 3 nicht ein gezeichnet). Zusätzlich oder als eine Alternative können Angriffsmittel 60 bzw. 62 (vgl. Fig. 4) vorgesehen sein, welche oberhalb der Füße angeordnet sind, so daß auch nach oben ausgeübte Kräfte gemessen werden können.The subject's feet are placed on contact surfaces 60 and 62 (see FIGS. 5 and 6, not shown in FIGS. 1 to 3). In addition or as an alternative, attack means 60 or 62 (cf. FIG. 4) can be provided, which are arranged above the feet, so that forces exerted upwards can also be measured.

Desweiteren werden Angriffsmittel 70 bzw. 72 auf der Ober seite der Knie plaziert (vgl. Fig. 6). Diese können durch fünfte Positionierungsmittel 80 bzw. 82 in Y- und in Z- Richtung verschoben und so der Lage und den Ausmaßen der Knie angepaßt werden.Furthermore, attack means 70 and 72 are placed on the upper side of the knees (see. Fig. 6). These can be moved in the Y and Z directions by fifth positioning means 80 and 82, respectively, and thus adapted to the position and dimensions of the knees.

Die Vorrichtung kann also mittels der Angriffsflächen 40, 70, 42 bzw. 44, 72, 46 den äußeren Abmessungen der Knie exakt angepaßt werden und weist insofern Exo-Skelett-artige Eigenschaften auf. Dies wiederum sichert hochreproduzier bare Meßbedingungen.The device can thus be precisely adapted to the external dimensions of the knees by means of the contact surfaces 40 , 70 , 42 or 44 , 72 , 46 and, in this respect, has exo-skeletal properties. This in turn ensures highly reproducible measurement conditions.

Die gesamte Anordnung von Kniemeßmitteln 40, 42, 44, 46, 70 und 72 kann ferner über sechste Positionierungsmittel 90 in der Höhe (Z-Richtung) und über siebte Positionierungsmittel 92 in X-Richtung verschoben werden. Sie wird im folgenden anhand von Fig. 6 noch detaillierter beschrieben.The entire arrangement of knee measuring means 40 , 42 , 44 , 46 , 70 and 72 can also be displaced in height (Z direction) via sixth positioning means 90 and in the X direction via seventh positioning means 92 . It is described in more detail below with reference to FIG. 6.

Die Anordnung von Kniemeßmitteln (vgl. v.a. Fig. 6) umfaßt sechs Angriffsflächen 40, 42, 44, 46, 70 und 72, welche als Kraftaufnahmeplatten ausgebildet sind. Für die Kraftmessung an den Knien sind pro Knie drei Kraftaufnahmeplatten 40, 70 und 42 an Wandabschnitten 51, 54 und 52 und bzw. Kraftauf nahmeplatten 44, 72 und 46 an Wandabschnitten 52, 55 und 53 U-förmig angeordnet. In dieser Formation erlauben sie die Messung von Kräften, wenn die Knie aufeinander zu (nach innen, Kraftaufnahmeplatten 42 bzw. 44), voneinander weg (nach außen, Kraftaufnahmeplatten 40 bzw. 46), oder in eine weitere Richtung (Kraftaufnahmeplatten 70 bzw. 72) gepreßt werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 ist die gesamte Anordnung derart plaziert, daß sich die Kraftauf nahmeplatten 70 und 72 oberhalb der Knie befinden und dem zufolge als weitere Richtung die Richtung nach oben (Z- Richtung) in Betracht kommt. Die dargestellte Anordnung von Angriffsflächen bzw. Kniemeßmitteln 40, 42, 44, 46, 70 und 72 kann aber auch in anderen Ausführungsbeispielen anders plaziert werden oder aber über Positionierungsmittel (nicht eingezeichnet) verdrehbar gelagert sein.The arrangement of knee measuring means (cf. above all Fig. 6) comprises six contact surfaces 40 , 42 , 44 , 46 , 70 and 72 , which are designed as force plates. For force measurement on the knees, three force-receiving plates 40 , 70 and 42 are arranged on wall sections 51 , 54 and 52 and / or force-absorbing plates 44 , 72 and 46 on wall sections 52 , 55 and 53 per knee. In this formation, they allow forces to be measured when the knees are facing each other (inwards, force plates 42 or 44 ), away from each other (outwards, force plates 40 or 46 ), or in a further direction (force plates 70 or 72 ) are pressed. In the embodiment of FIGS. 1 to 5, the entire arrangement is placed such that the Kraftauf receiving plates 70 and 72 are above the knees and therefore as a further direction, the upward direction (Z direction) comes into consideration. The arrangement of engagement surfaces or knee measuring means 40 , 42 , 44 , 46 , 70 and 72 shown can, however, also be placed differently in other exemplary embodiments or can be rotatably supported by means of positioning means (not shown).

Alle aufgeführten Positionierungsmittel können von Hand und/oder über Antriebsmittel (nicht dargestellt) verstell bar sein. Als Antriebsmittel können beispielsweise Elek tromotoren oder hydraulische Systeme Verwendung finden. Diese können jeweils vor Ort, d. h. beispielsweise über Regler an den einzelnen Geräten gesteuert werden. Besonders vorteilhaft ist aber auch eine Gesamtsteuerung über eine zentrale Datenverarbeitungsanlage, welche über Kabel oder über Funk mit den Antriebsmitteln in Verbindung steht. Letztere Variante ist bevorzugt derart ausgelegt, daß die Eingabe des Namens oder einer Nummer für den Probanden ausreicht, um die gesamte Meßvorrichtung mittels gespei cherter Daten passend einzustellen. Eine solche Datenver arbeitungsanlage könnte auch zur unmittelbaren Auswertung der Meßdaten, zur Umwandlung von Meßdaten in Steuersignale oder zu sonstigen Zwecken, wie etwa für ein Biofeedbackver fahren (vgl. EP-A-94 113 968.5), ausgebildet sein.All the positioning devices listed can be done by hand and / or adjusted via drive means (not shown) be cash. As a drive means, for example, Elek tromotors or hydraulic systems are used. These can each on site, i.e. H. for example about Controllers can be controlled on the individual devices. Especially Overall control via one is also advantageous central data processing system, which via cable or is connected to the drive means by radio. The latter variant is preferably designed such that the Enter the name or number for the subject sufficient to save the entire measuring device set data appropriately. Such a data ver Work facility could also be used for immediate evaluation the measurement data, for converting measurement data into control signals or for other purposes, such as for a biofeedbackver drive (see. EP-A-94 113 968.5), be formed.

Ferner sind Tablare 94 und 96 vorgesehen. Auf ihnen sind beispielsweise eine Datenverarbeitungsanlage, ein Monitor und eine Tastatur (nicht dargestellt) positioniert. Dabei ist die Datenverarbeitungsanlage beispielsweise für die oben beschriebenen Einsatzmöglichkeiten ausgelegt. Auch ist es möglich, die Tablare 94 und 96 mit räumlichen Positionie rungsmitteln zu versehen. Im vorliegenden Ausführungsbei spiel werden sie in der Höhe (Z-Richtung) gemeinsam mit der gesamten Anordnung von Kniemeßmitteln 40, 42, 44, 46, 70 und 72 über die sechsten Positionierungsmittel 90 in der Höhe verstellt. Zusätzlich sind erste Drehpositionierungs mittel 98 vorgesehen.Trays 94 and 96 are also provided. A data processing system, a monitor and a keyboard (not shown) are positioned on them, for example. The data processing system is designed, for example, for the uses described above. It is also possible to provide the trays 94 and 96 with spatial positioning means. In the present exemplary embodiment, they are adjusted in height (Z direction) together with the entire arrangement of knee measuring means 40 , 42 , 44 , 46 , 70 and 72 via the sixth positioning means 90 in height. In addition, first rotational positioning means 98 are provided.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrich tung für die Messung von Kräften und das Training der ent sprechenden Merkmalpartien, welche ein stehender Proband mit seinen Beinen (bzw. mit Teilen seiner Beine) aufbringt. FIGS. 7 to 9 show a Vorrich tung invention for the measurement of forces and the training of the ent speaking feature games that applies a Family standing with his legs (or with parts of his legs).

In diesem Ausführungsbeispiel wird eine reproduzierbare Körperhaltung des Probanden insbesondere durch eine halb kreisförmige Armauflage 100, eine Rückenlehne 102 und eine Mittelwand 104 gewährleistet. Die Armauflage 100 und die Rückenlehne 102 können über ein gemeinsames achtes Positio nierungsmittel 110 in der Höhe (Z-Richtung) verstellt wer den. Die Mittelwand 104 ist ebenfalls höhenverstellbar. Sie kann durch neunte Positionierungsmittel 112 der Beinlänge des Probanden angepaßt werden.In this exemplary embodiment, a reproducible posture of the test subject is ensured in particular by a semi-circular armrest 100 , a backrest 102 and a middle wall 104 . The armrest 100 and the backrest 102 can be adjusted via a common eighth positioning means 110 in height (Z direction). The middle wall 104 is also adjustable in height. It can be adjusted to the subject's leg length by ninth positioning means 112 .

Damit ein Proband die Vorrichtung für einen Meßvorgang betreten kann, wird zunächst die Rückenlehne 102 nach außen (Richtung A) geschwenkt. Sie ist zu diesem Zweck über einen Schwenkarm 120 an einem zweiten Drehpositionierungsmittel 122 befestigt, welches um eine Achse 124 verdreht werden kann. Sodann wird die Mittelwand 104 in der Höhe (Z-Rich tung) passend eingestellt. Sobald der Proband die Vorrich tung betreten und je ein Bein rechts bzw. links der Mittel wand 104 positioniert hat, wird die Rückenlehne 102 ent gegen der Richtung A zurückgeschwenkt, bis sie etwa par allel zur Y-Richtung liegt. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt wird die Höhe (Z-Richtung) der Armauflage 100 und der Rückenlehne 102 über die gemeinsamen achten Positionie rungsmittel 110 der Größe des Probanden angepaßt. Um eine feste Plazierung der Arme des Probanden auf der Armauflage zu gewährleisten ist ferner ein gebogener Handgriff 126 vorgesehen.So that a test person can enter the device for a measuring process, the backrest 102 is first pivoted outward (direction A). For this purpose, it is fastened via a swivel arm 120 to a second rotational positioning means 122 , which can be rotated about an axis 124 . Then the middle wall 104 is adjusted appropriately in height (Z direction). As soon as the test subject enters the device and has positioned one leg on the right and one on the left of the middle wall 104 , the backrest 102 is pivoted back against the direction A until it is approximately parallel to the Y direction. Simultaneously or at different times, the height (Z direction) of the armrest 100 and the backrest 102 is adapted via the common eighth positioning means 110 to the size of the subject. A curved handle 126 is also provided to ensure a firm placement of the subject's arms on the armrest.

Die Meßvorrichtung sieht vier Angriffsflächen 130, 132, 134 und 136 für den Kniebereich vor, nämlich zwei äußere (130 bzw. 136) und zwei für die Vorderseite der Knie (132 bzw. 134). Diese sind als Kraftaufnahmeplatten ausgebildet.The measuring device provides four contact surfaces 130 , 132 , 134 and 136 for the knee area, namely two outer ( 130 and 136 ) and two for the front of the knees ( 132 and 134 ). These are designed as force plates.

Die Kraftaufnahmeplatten 132 und 134 sind starr fixiert, während die Kraftaufnahmeplatten 130 und 136 über zehnte Positionierungsmittel 140 und 142 in Y-Richtung verschoben werden können. Die Relativposition des Probanden gegenüber den Kraftaufnahmeplatten 130, 132, 134 und 136 wird bei spielsweise folgendermaßen eingestellt: zunächst wird die (zur Y-Achse parallele) Rückenlehne 102 in X-Richtung über elfte Positionierungsmittel 144 derart verschoben, daß die Knie des aufrecht stehenden Probanden in unmittelbare Nähe der vorderen Kraftaufnahmeplatten 132 und 134 gezwungen werden. Der Oberkörper des Probanden wird dabei von der Armauflage 100 abgestützt. Im Anschluß werden die Knie des Probanden über die zehnten Positionierungsmittel 140 und 142 gegen die zwischen den Knien befindliche Mittelwand 104 in Y-Richtung fixiert. Zusätzlich können Schnallen (nicht eingezeichnet) vorgesehen sein, um mit den Knien nach hinten (in X-Richtung) ausgeübte Zugkräfte zu messen. The force absorption plates 132 and 134 are rigidly fixed, while the force absorption plates 130 and 136 can be moved in the Y direction via tenth positioning means 140 and 142 . The relative position of the test person with respect to the force absorption plates 130 , 132 , 134 and 136 is set as follows for example: First, the backrest 102 (parallel to the Y axis) is displaced in the X direction via eleventh positioning means 144 such that the knees of the test person standing upright be forced in the immediate vicinity of the front force receiving plates 132 and 134 . The subject's upper body is supported by the armrest 100 . The test subject's knees are then fixed in the Y direction against the middle wall 104 located between the knees using the tenth positioning means 140 and 142 . In addition, buckles (not shown) can be provided in order to measure pulling forces exerted with the knees to the rear (in the X direction).

Weiterhin sind auch in Fig. 7 bis 9 Tablare 160 und 162, sowie eine Halterung 164 für eine Datenverarbeitungsanlage, einen Monitor und eine Tastatur vorgesehen. Sie können über zwölfte Positionierungsmittel 146 in der Höhe verstellt oder verdreht werden. Die Datenverarbeitungsanlage kann wiederum für die oben genannten Anwendungen ausgelegt sein. Ferner kann auch diese Vorrichtung für alle oben beschriebenen Funktionen ausgelegt sein. Insbesondere können die Positio nierungsmittel 110, 112, 122, 140, 142, 144 und/oder 146 mit beliebigen Antriebsmitteln ausgestattet sein.Further, also in FIG. 7 to 9 trays 160 and 162, and a holder 164 for a data processing system, a monitor and a keyboard are provided. They can be adjusted in height or twisted using twelfth positioning means 146 . The data processing system can in turn be designed for the above-mentioned applications. Furthermore, this device can also be designed for all the functions described above. In particular, the positioning means 110 , 112 , 122 , 140 , 142 , 144 and / or 146 can be equipped with any drive means.

Schließlich können als Fußunterlage Gewichtsmeßplatten 101, 103 vorgesehen sein. Mit ihrer Hilfe kann eine eventuell aus einer unsymmetrischen Gleichgewichtsverteilung des Probanden resultierende unterschiedliche Belastung seiner Füße und damit auch der Platten 101, 103 gemessen werden.Finally, weight measuring plates 101 , 103 can be provided as a base. With their help, a possibly different load on his feet and thus also on the plates 101 , 103 resulting from an asymmetrical equilibrium distribution of the test person can be measured.

Hieraus kann beispielsweise eine Haltungsschwäche erkannt und danach wegtrainiert werden. Die Gewichtsmeßplatte kön nen abgesehen von ihrer Oberfläche ähnlich wie die im An schluß beschriebene Kraftmeßdose aufgebaut sein.A weakness in posture can be recognized from this, for example and then trained away. The weight measuring plate can apart from their surface, they are similar to those in the An load cell described in the end be constructed.

Fig. 10 zeigt eine Kraftaufnahmeplatte mit einer Kraftmeß dose und dazugehörigen Positionierungsmitteln. Sie eignet sich für die Messung von Kräften, welche längs der Richtung B ausgeübt werden. Fig. 10 shows a force plate with a load cell and associated positioning means. It is suitable for the measurement of forces which are exerted along the direction B.

Die Kraftaufnahmeplatte besteht aus einem vorderen Pol sterteller 170 und einem hinteren festen, beispielsweise hölzernen Teil 172, welche fest oder lösbar miteinander verbunden sein können. Als Verbindungsmittel kommen bei spielsweise Klebemittel oder ein Klettverschluß in Be tracht. Im Zentrum des hinteren festen Teils 172 ist eine Sechskantmutter 174 fest angeordnet, mittels welcher die gesamte Kraftaufnahmeplatte an einem Gewindestift 176 lös bar angebracht werden kann. Dabei durchsetzt der Gewinde stift 176 eine erste Montageplatte 178 sowie eine Druck scheibe 180 und ist mit einem Kraftsensor 182 fest verbun den. Dieser wiederum ist auf einer zweiten Montageplatte 184 fest angeordnet und als Fertigbauteil vom Typ 8524, 5 kN der Fa. Burster in D-76587 Gernsbach erhältlich.The force plate consists of a front pole plate 170 and a rear fixed, for example wooden part 172 , which can be fixed or releasably connected. As a connection means come in for example glue or a Velcro fastener. In the center of the rear fixed part 172 , a hexagon nut 174 is fixed, by means of which the entire force-receiving plate can be attached to a threaded pin 176 in a releasable manner. The threaded pin 176 penetrates a first mounting plate 178 and a pressure washer 180 and is firmly connected to a force sensor 182 . This in turn is firmly arranged on a second mounting plate 184 and is available as a finished component of the 8524.5 kN type from Burster in D-76587 Gernsbach.

Sowohl der Kraftsensor 182 als auch die zweite Montageplat te 184 liegen innerhalb einer Kraftmeßdose. Die Seitenwand der Kraftmeßdose wird von einer ringförmigen Abdeckhülse 186 gebildet, welche über eine Flanschplatte 188 beispiels weise mit einer Gerätewand 190 verbunden ist. Den vorderen Abschluß der Kraftmeßdose bildet die erste Montageplatte 178 bzw. die Kraftaufnahmeplatte.Both the force sensor 182 and the second mounting plate 184 are within a load cell. The side wall of the load cell is formed by an annular cover sleeve 186 which, for example, is connected to a device wall 190 via a flange plate 188 . The front mounting of the load cell is formed by the first mounting plate 178 or the force absorption plate.

Die Positionierung der Kraftaufnahmeplatte kann parallel zur B-Richtung wie folgt durchgeführt werden: über ein Handrad 191 (oder über ein entsprechend angeordnetes An triebsmittel) wird eine Spindel 192 gedreht. Infolgedessen bewegt sich eine Spindelmutter 193 parallel zur B-Richtung, welche mit der zweiten Montageplatte 184 fest verbunden ist. Dabei verhindert ein Sicherungsstift 194, welcher mit der zweiten Montageplatte 184 ebenfalls fest verbunden ist und von einer Führungsbohrung 195 in einer hohlen Geräte wand 190 geführt wird, daß die beweglichen Teile der Meßdo se in Drehbewegungen versetzt werden.The positioning of the force receiving plate can be carried out parallel to the B direction as follows: via a handwheel 191 (or via an appropriately arranged drive means), a spindle 192 is rotated. As a result, a spindle nut 193 moves parallel to the B direction, which is firmly connected to the second mounting plate 184 . This prevents a locking pin 194 , which is also firmly connected to the second mounting plate 184 and wall 190 is guided by a guide bore 195 in a hollow device that the moving parts of the Meßdo se are set in rotary movements.

Um ferner bei einer relativ flachen Meßdose relativ weite Verstellungen der Kraftaufnahmeplatte entgegen der B-Rich tung zu ermöglichen und zugleich eine rundum geschlossene Dose zu behalten, ist ein Teleskop-artiges System vorgese hen. Zu diesem Zweck befindet sich im Inneren der runden Abdeckhülse 186 ein konzentrischer Schutzring 196, welcher die Funktion der Abdeckhülse 186 übernimmt, wenn die erste Montageplatte 178 aus der Abdeckhülse 186 herausgedreht wird. Sofern ein extremer Verstellungsspielraum erwünscht ist, können noch weitere konzentrische Schutzringe vorgese hen sein. Ein übermäßiges Herausdrehen der Kraftaufnahme platte wird schließlich durch einen Anschlag 197 verhin dert. In order to enable relatively wide adjustments of the force plate against the B-Rich device and at the same time to keep an all-round closed box, a telescope-like system is provided hen with a relatively flat load cell. For this purpose, there is a concentric protective ring 196 inside the round cover sleeve 186 , which takes over the function of the cover sleeve 186 when the first mounting plate 178 is unscrewed from the cover sleeve 186 . If an extreme adjustment range is desired, other concentric protective rings can be provided. An excessive unscrewing of the force absorption plate is finally prevented by a stop 197 .

Fig. 11 bis 14 zeigen eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung für stehende oder sitzende Probanden. Sie dient der Ver messung und/oder dem Training von Muskelpartien im Arm- Schulter- und Rumpf-Bereich, sowie der Beweglichkeit bzw. Drehbeweglichkeit des Oberkörpers, der Wirbelsäule und der Arme, insbesondere der Oberarme. Zusätzlich ist sie für Messungen und/oder Training unter erzwungenen Bewegungen ausgelegt. Alle Messungen können in gleicher Weise im Ste hen oder im Sitzen vorgenommen werden, wie in Fig. 11 ange deutet wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird im folgenden jedoch nur die Ausführungsform für stehende Pro banden beschrieben. Eine ähnliche Vorrichtung könnte schließlich auch für Messungen der Beweglichkeit des Unter körpers ausgestaltet sein. Figs. 11 to 14 show a measuring apparatus according to the invention for standing or sedentary subjects. It serves the measurement and / or the training of muscle parts in the arm, shoulder and trunk area, as well as the mobility or rotational mobility of the upper body, the spine and the arms, especially the upper arms. In addition, it is designed for measurements and / or training under forced movements. All measurements can be carried out standing or sitting in the same way, as indicated in Fig. 11. For reasons of clarity, however, only the embodiment for standing gangs is described below. A similar device could also be designed for measurements of the mobility of the lower body.

Während eines Meßvorgangs steht der Proband auf einer Un terlage 200 (in der X-Y-Ebene) mit dem Rücken zu einer höhenverstellbaren Rückenlehne 202 (vgl. v.a. Fig. 11, 12 und 14) und mit dem Kopf unterhalb von einem Querbalken 216. Die Haltung des Probanden wird dabei durch eine Mit telplatte 220 zwischen seinen Beinen stabilisiert. Zur Vorbereitung des Meßvorgangs wird beispielsweise zunächst die Mittelplatte 220 zusammen mit der Rückenlehne 202 an die Beinlänge des Probanden in der Höhe (Z-Richtung) ange paßt. Zu diesem Zweck sind dreizehnte Positionierungsmittel 222 vorgesehen. Sodann werden die Rückenlehne 202 und/oder die Mittelplatte 220 durch vierzehnte Positionierungsmittel 224 bzw. 226 in X-Richtung in eine gewünschte Position ge bracht. Dabei kann beispielsweise der Bauchumfang des Pro banden berücksichtigt werden. Im Anschluß oder gleichzeitig wird die Position des Querbalkens 216 in der Z-Richtung durch fünfzehnte Positionierungsmittel 231 derart an die Körpergröße des Probanden angepaßt, daß er aufrecht unter dem Querbalken 216 stehen kann und ein gewünschter Zwi schenraum zwischen dem Querbalken 216 und dem Kopf des Probanden gewahrt wird. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt kann sich der Proband in die Meßposition begeben, d. h. sich mit dem Rücken zur Rückenlehne 202 aufstellen.During a measurement process, the subject stands on an underlay 200 (in the XY plane) with his back to a height-adjustable backrest 202 (cf., in particular, FIGS . 11, 12 and 14) and with his head below a crossbar 216 . The subject's posture is stabilized by a central plate 220 between his legs. To prepare the measuring process, for example, the middle plate 220 is first adjusted together with the backrest 202 to the leg length of the test person in height (Z direction). Thirteenth positioning means 222 are provided for this purpose. Then the backrest 202 and / or the center plate 220 are brought into a desired position by fourteenth positioning means 224 and 226 in the X direction. For example, the girth of the subject can be taken into account. Subsequently or at the same time, the position of the crossbar 216 in the Z direction is adapted by fifteenth positioning means 231 to the body size of the subject such that he can stand upright under the crossbar 216 and a desired inter mediate space between the crossbar 216 and the subject's head is preserved. At the same time or at different times, the test person can move into the measuring position, ie stand up with his back to the backrest 202 .

Die Messungen erfolgen über eine Skelett-artige Konstruk tion. Diese besteht aus je einem Gestänge für den rechten und den linken Arm des Probanden, welche symmetrisch zu einer Mittelachse 230 an dem Querbalken 216 angeordnet sind (vgl. v.a. Fig. 11 und 12). Jedes Gestänge besteht aus einem Handgriff 204 bzw. 206, einem Ausleger 208 bzw. 210 und einem gebogenen Schwenkarm 212 bzw. 214. Während eines Meßvorgangs befinden sich der Kopf des Probanden, wie oben beschrieben, unterhalb des Querbalkens 216, seine Schultern innerhalb der Bogen der Schwenkarme 212 bzw. 214 und seine Hände an den Handgriffen 204 bzw. 206.The measurements are made using a skeleton-like design. This consists of a linkage for the right and left arm of the test subject, which are arranged symmetrically to a central axis 230 on the crossbar 216 (cf. especially FIGS. 11 and 12). Each linkage consists of a handle 204 or 206 , a boom 208 or 210 and a curved swivel arm 212 or 214 . During a measurement process, the subject's head is, as described above, below the crossbar 216 , his shoulders within the arches of the swivel arms 212 and 214, and his hands on the handles 204 and 206 .

Die Anpassung der Skelett-artigen Konstruktion an den Pro banden wird beispielsweise wie folgt durchgeführt: zunächst werden die gebogenen Schwenkarme 212 und 214 entlang dem Querbalken 216 in Y-Richtung verschoben, um sie der Schul terbreite des Probanden entsprechend anzuordnen. Zu diesem Zweck sind sechzehnte Positionierungsmittel 232 bzw. 234 für eine lineare Verschiebung vorgesehen. Sodann werden die gebogenen Schwenkarme 212 bzw. 214 in eine gewünschte Stel lung verdreht. Dies erfolgt über dritte Drehpositionie rungsmittel 236 bzw. 238, durch welche sie an ihren oberen (in Z-Richtung) Enden mit den linearen sechzehnten Posi tionierungsmitteln 232 bzw. 234 verbunden sind. Die Schwenk arme können somit in Y-Richtung seitlich verschoben und um eine zur X-Y-Ebene senkrechten Achse verdreht werden. Ihre unteren Enden können so beispielsweise neben oder hinter den Schultern des Probanden positioniert werden.The adaptation of the skeleton-like construction to the test gangs is carried out, for example, as follows: first, the curved swivel arms 212 and 214 are moved along the crossbar 216 in the Y direction in order to arrange them according to the subject's shoulder width. For this purpose, sixteenth positioning means 232 and 234 are provided for a linear displacement. Then the curved swivel arms 212 and 214 are rotated to a desired position. This takes place via third rotary positioning means 236 and 238 , by means of which they are connected at their upper (in the Z direction) ends to the linear sixteenth positioning means 232 and 234 , respectively. The swivel arms can thus be moved laterally in the Y direction and rotated about an axis perpendicular to the XY plane. For example, their lower ends can be positioned next to or behind the subject's shoulders.

An den unteren Enden der gebogenen Schwenkarme 212 bzw. 214 sind über vierte Drehpositionierungsmittel 240 bzw. 242 die Ausleger 208 bzw. 210 drehbar angebracht. Sie drehen sich jeweils um eine Achse, welche in der X-Y-Ebene liegt. Diese Achsen sind somit senkrecht zu den Drehachsen der dritten Drehpositionierungsmittel 236 bzw. 238 an den oberen Enden der gebogenen Schwenkarme 212 bzw. 214 angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, die Ausleger 208 und 210 pas send für jede beliebige Stellung der (gestreckten) Arme des Probanden zu positionieren. Die Höheneinstellung des Quer balken 216 sollte dabei in der Weise erfolgen, daß sich die unteren Enden der gebogenen Schwenkarme 212 bzw. 214 auf der Höhe der Schultern des Probanden befinden.The arms 208 and 210 are rotatably attached to the lower ends of the curved swivel arms 212 and 214 by means of fourth rotary positioning means 240 and 242, respectively. They each rotate around an axis that lies in the XY plane. These axes are thus arranged perpendicular to the axes of rotation of the third rotary positioning means 236 and 238 at the upper ends of the curved swivel arms 212 and 214 , respectively. In this way it is possible to position the arms 208 and 210 appropriately for any position of the (stretched) arms of the subject. The height adjustment of the cross bar 216 should be done in such a way that the lower ends of the curved swivel arms 212 and 214 are at the level of the shoulders of the subject.

Aus den bisher vorgenommenen Einstellungen ergibt sich also die folgende Situation: der Proband steht auf der Unterlage 200 mit dem Rücken zu der Rückenlehne 202 und der Mittel platte 220 zwischen seinen Beinen. Der Querbalken 216 be findet sich oberhalb des Kopfes des Probanden. Die unteren Enden der gebogenen Schwenkarme 212 und 214 sind auf der Höhe der Schultern des Probanden beispielsweise rechts bzw. links neben seinen Schultern angeordnet. Die Ausleger 208 und 210 sind beispielsweise parallel zur X-Richtung einge stellt, d. h. der Proband steht mit gerade nach vorne ausge streckten Armen da.From the settings made so far, the following situation arises: the subject stands on the base 200 with his back to the backrest 202 and the middle plate 220 between his legs. The crossbar 216 be found above the subject's head. The lower ends of the curved swivel arms 212 and 214 are arranged at the level of the subject's shoulders, for example to the right and left of his shoulders. The arms 208 and 210 are, for example, placed parallel to the X direction, ie the subject stands there with his arms straight out.

Als letzte Einstellung müssen nun noch die Handgriffe 204 und 206 so plaziert werden, daß der Proband sie mit ausge streckten Armen ergreifen kann. Zu diesem Zweck sind sie über lineare siebzehnte Positionierungsmittel 244 bzw. 246 mit den Auslegern 208 bzw. 210 verbunden. Sie können also längs der Ausleger 208 bzw. 210 verschoben werden. Die Handgriffe 204 und 206 dienen in diesem Ausführungsbeispiel als alleinige Angriffsmittel. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Kraftaufnahmeplatten können hier also mehrere Kraftmeßmittel pro Angriffsmittel, beispielsweise an allen Gelenken der Gestänge, vorgesehen sein.As a last setting, the handles 204 and 206 must now be placed so that the test person can take them with their arms outstretched. For this purpose, they are connected to the brackets 208 and 210 via linear seventeenth positioning means 244 and 246, respectively. They can therefore be moved along the arms 208 or 210 . In this exemplary embodiment, the handles 204 and 206 serve as the sole means of attack. In contrast to the force-absorbing plates described above, several force-measuring means per attack means can be provided here, for example on all joints of the linkages.

Die Flexibilität der beschriebenen Ausführungsform kann noch beträchtlich erweitert werden, wenn der Querbalken 216 über fünfte Drehpositionierungsmittel 248 drehbar angeord net ist. Auf diese Weise ist es möglich, das gesamte Ske lett um die Mittelachse 230 zu verdrehen.The flexibility of the described embodiment can be considerably expanded if the crossbeam 216 is rotatably arranged via fifth rotary positioning means 248 . In this way, it is possible to rotate the entire skeleton about the central axis 230 .

Die beschriebene Konstruktion ermöglicht sehr flexible Einstellungen für Messungen aller Art im Bereich des Ober körpers. Beispielsweise kann sie für isometrische Übungen ausgelegt sein. Zu diesem Zweck sind die dritten, vierten und/oder fünften Drehpositionierungsmittel 236, 238, 240, 242, 248 mit stufenlos arretierbaren Magnetbremsen ausgerü stet. In diesem Fall können die Positionierungsmittel 236, 238, 240, 242 und/oder 248 zugleich der Messung von Kräften dienen. Gemessen werden dabei die Kräfte, welche ein Pro band gegen die Magnetwiderstände aufbringt. (Im folgenden sind Drehpositionierungsmittel, welche zugleich der Messung von Kräften dienen durch einen Apostroph gekennzeichnet.)The construction described enables very flexible settings for measurements of all kinds in the area of the upper body. For example, it can be designed for isometric exercises. For this purpose, the third, fourth and / or fifth rotary positioning means 236 , 238 , 240 , 242 , 248 are equipped with continuously lockable magnetic brakes. In this case, the positioning means 236 , 238 , 240 , 242 and / or 248 can simultaneously serve to measure forces. The forces that a pro band applies against the magnetic resistances are measured. (In the following, rotational positioning means, which also serve to measure forces, are identified by an apostrophe.)

Statt dessen oder zusätzlich können die genannten Positio nierungsmittel 236, 238, 240, 242 und/oder 248 auch derart mit Antriebsmitteln ausgerüstet sein, daß Messungen unter erzwungenen Bewegungen und/oder ein Beweglichkeitstraining möglich sind. Mit anderen Worten, die Antriebsmittel können die Ausleger 208, 210, Schwenkarme 212, 214, Handgriffe 204, 206, allgemein die Angriffsflächen, in vorgegebener Weise, etwa periodisch schwenken, drehen, allgemein bewe gen, wobei den an den bewegten Angriffsflächen anliegenden Körperteilen des Probanden entsprechende Bewegungen aufge zwungen werden.Instead of or in addition, the above-mentioned positioning means 236 , 238 , 240 , 242 and / or 248 can also be equipped with drive means such that measurements under forced movements and / or mobility training are possible. In other words, the drive means can generally move the arms 208 , 210 , swivel arms 212 , 214 , handles 204 , 206 , generally pivot the engagement surfaces in a predetermined manner, for example periodically, with the body parts of the body which are in contact with the moving engagement surfaces Appropriate movements are forced on subjects.

Ferner ist die Verwendung einer Datenverarbeitungsanlage mit den oben beschriebenen Anwendungen auch hier uneinge schränkt möglich.Furthermore, the use of a data processing system with the applications described above, too limited possible.

Fig. 14 zeigt diese Meßvorrichtung in einer Seitenansicht. Darin sind Tablare 250 und 252 zu erkennen, auf welchen eine Datenverarbeitungsanlage 254 mit einem Monitor 256 bzw. für eine Tastatur 258 angeordnet ist. Die Tablare sind über ein Gestänge 260 und sechste Drehpositionierungsmittel 262 mit der Unterlage 200 verbunden. Sie können um eine zur X-Y-Ebene senkrechte Achse verdreht werden. Fig. 14 shows this measuring device in a side view. Trays 250 and 252 can be seen therein, on which a data processing system 254 with a monitor 256 or for a keyboard 258 is arranged. The trays are connected to the base 200 via a linkage 260 and sixth rotary positioning means 262 . They can be rotated about an axis perpendicular to the XY plane.

In Fig. 13 sind noch Stützen 264 dargestellt, welche die gesamte Vorrichtung insbesondere bei Drehbeweglich keitsübungen stabilisieren.In Fig. 13, supports 264 are shown, which stabilize the entire device, in particular during rotational movement exercises.

Fig. 15 zeigt beispielhaft einen teilweisen Längsschnitt des vierten Drehpositionierungsmittels 242 (vgl. z. B. Fig. 12) in einer vergrößerten Darstellung. Es enthält sowohl Mittel zur Drehpositionierung als auch Mittel zur Kraftmes sung. Ferner sind die Enden des Schwenkarms 214 und des Auslegers 210 teilweise zu erkennen, welche mit dem Drehpo sitionierungsmittel 242 verbunden sind. Das Drehpositionie rungsmittel 242 ist dabei starr an dem Schwenkarm 214 befe stigt und ermöglicht Drehungen des Auslegers 210 um eine Achse 270. Es ist für isometrische Übungen ausgelegt. Für dynamische Übungen müßten verschiedene der unten beschrie benen Bauteile durch einen Elektromotor ersetzt werden. FIG. 15 shows, by way of example, a partial longitudinal section of the fourth rotational positioning means 242 (see, for example, FIG. 12) in an enlarged view. It contains both means for rotational positioning and means for force measurement. Furthermore, the ends of the swivel arm 214 and the boom 210 can be seen in part, which are connected to the rotary positioning means 242 . The rotational positioning means 242 is rigidly attached to the swivel arm 214 and enables the boom 210 to be rotated about an axis 270 . It is designed for isometric exercises. For dynamic exercises, various of the components described below would have to be replaced by an electric motor.

Der Ausleger 210 ist an der vorderen Seite (in der Darstel lung links) einer zylindrischen Ankernabe 272 unter anderem durch Zylinderschrauben 274, 276 festgeschraubt. Die Anker nabe 272 ist im Längsschnitt T-förmig, d. h. sie hat in ihrem vorderen Bereich einen großen und in ihrem hinteren Bereich einen kleinen Außendurchmesser. Ihr Innendurchmes ser ist hingegen im wesentlichen gleichbleibend.The boom 210 is screwed on the front side (in the presen- tation left) of a cylindrical armature hub 272, among other things by cheese head screws 274 , 276 . The anchor hub 272 is T-shaped in longitudinal section, ie it has a large outer diameter in its front region and a small outer diameter in its rear region. Your inner diameter, however, is essentially constant.

Die Innenwand der Ankernabe 272 ist über erste Rillenkugel lager 278, 280 drehbar und konzentrisch um eine zylindri sche Hohlwelle 282 angeordnet. Sie kann somit um die Mit telachse 270 der Hohlwelle 282 verdreht werden. Die Rillen kugellager 278, 280 werden dabei durch Sicherungsringe und Distanzhülsen (keine Bezugszeichen) längs der Achse 270 fixiert. The inner wall of the armature hub 272 is rotatable via first grooved ball bearings 278 , 280 and is arranged concentrically around a cylindrical hollow shaft 282 . It can thus be rotated about the central axis 270 of the hollow shaft 282 . The grooved ball bearings 278 , 280 are fixed along the axis 270 by retaining rings and spacers (no reference numerals).

Im folgenden wird der Begriff "konzentrisch" ohne weitere Bezugnahme für alle kreisförmigen bzw. zylindrischen Bau teile verwendet, deren Mittelachse mit der Achse 270 zu sammenfällt.In the following, the term "concentric" is used without further reference for all circular or cylindrical construction parts, the central axis of which coincides with the axis 270 .

Desweiteren ist in einer konzentrischen Aussparung im vor deren Bereich der Ankernabe 272 ein ringförmiger Mitnehmer 284 konzentrisch so angeordnet, daß seine freie Oberfläche bündig mit der vorderen Oberfläche der Ankernabe 272 ab schließt. Er ist mit der Ankernabe 272 über Zylinderschrau ben 286 (u. a.) fest verbunden. Sein Außendurchmesser ist kleiner als der Außendurchmesser des vorderen Bereichs der Ankernabe 272 und größer als der Innendurchmesser der An kernabe 272.Furthermore, an annular driver 284 is arranged concentrically in a concentric recess in front of the area of the armature hub 272 in such a way that its free surface is flush with the front surface of the armature hub 272 . It is firmly connected to the anchor hub 272 via cylinder screws ben 286 (among others). Its outer diameter is smaller than the outer diameter of the front region of the armature hub 272 and larger than the inner diameter of the core hub 272 .

Der Mitnehmer 284 ist im Längsschnitt ebenfalls T-förmig. Sein hinteres Ende liegt reibungsfrei im Inneren der Hohl welle 282. An diesem hinteren Ende ist über Schraub-, Nut- und Federmittel 288 eine konzentrische Welle 290 starr befestigt, welche gleichfalls im Inneren der Hohlwelle 282 liegt. Die radiale Fixierung der Welle 290 erfolgt im vor deren Bereich durch die ersten Rillenkugellager 278, 280 über den Umweg aus Ankernabe 272 und Mitnehmer 284. Letzte re bilden einen Greifarm, welcher aus dem Inneren der Hohl welle 282 um deren vorderes Ende herum greift und von außen über die ersten Rillenkugellager 278, 280 die Außenober fläche der Hohlwelle 282 konzentrisch umfaßt. Der hintere Bereich der Welle 290 wird hingegen einfach durch zweite Rillenkugellager 292 radial fixiert, welche zwischen der Innenwand der Hohlwelle 282 und der Welle 290 bündig an geordnet sind. Die Hohlwelle 282 ist schließlich starr mit einer Fundamentplatte 294 und diese wiederum starr mit dem Schwenkarm 214 verbunden.The driver 284 is also T-shaped in longitudinal section. Its rear end lies smoothly inside the hollow shaft 282 . At this rear end, a concentric shaft 290 is rigidly fastened via screw, groove and spring means 288 , which also lies in the interior of the hollow shaft 282 . The radial fixing of the shaft 290 takes place in the area in front of it by the first deep groove ball bearings 278 , 280 via the detour from the armature hub 272 and driver 284 . The last re form a gripper arm which grips from the inside of the hollow shaft 282 around its front end and from the outside via the first deep groove ball bearings 278 , 280 concentrically comprises the outer upper surface of the hollow shaft 282 . The rear area of the shaft 290 , however, is simply fixed radially by second deep groove ball bearings 292 , which are arranged flush between the inner wall of the hollow shaft 282 and the shaft 290 . The hollow shaft 282 is finally rigidly connected to a foundation plate 294 , which in turn is rigidly connected to the swivel arm 214 .

Mit den bisher dargestellten Bauteilen sind also beliebige Drehungen des Auslegers 210 um die Achse 270 möglich. Dabei wird jeweils die Ankernabe 272, der Mitnehmer 284 und die Welle 290 mitgedreht, während die Hohlwelle 282, die Funda mentplatte 294 und der Schwenkarm 214 unbewegt bleiben. Die Welle 290 liegt im Inneren der Hohlwelle 282, während die Ankernabe 272 sie von außen umfaßt. Die starre Hohlwelle 282 wird somit von drehbaren Teilen von innen und von außen umgeben. Die drehbaren Teile sind dabei über erste und zweite Rillenkugellager 278, 280; 292 radial gegen die Hohlwelle 282 fixiert. Für eine Fixierung der drehbaren Teile in einer gewünschten Position und somit für eine reproduzierbare Positionierung des Auslegers 210 sind wei tere Bauteile vorgesehen, welche im folgenden beschrieben werden.With the components shown so far, any rotation of the boom 210 about the axis 270 is possible. Here, the armature hub 272 , the driver 284 and the shaft 290 is rotated, while the hollow shaft 282 , the foundation plate 294 and the pivot arm 214 remain stationary. The shaft 290 lies inside the hollow shaft 282 , while the armature hub 272 surrounds it from the outside. The rigid hollow shaft 282 is thus surrounded by rotatable parts from the inside and outside. The rotatable parts are via first and second deep groove ball bearings 278 , 280 ; 292 radially fixed against the hollow shaft 282 . For fixation of the rotatable parts in a desired position and thus for a reproducible positioning of the arm 210 , further components are provided, which are described below.

Zunächst ist an der Ankernabe 272 ein ringförmiger Perma nentmagnet 296 konzentrisch angebracht. Dieser bildet zu sammen mit einem ringförmigen, konzentrischen Elektromagne ten 298 eine Permanentmagnetbremse, wie sie beispielsweise als Fertigbauteil vom Typ 14.118.14.2.0.3 von Fa. Lenze in D-31763 Hameln erhältlich ist. Eine derartige Permanentma gnetbremse läßt zwei Einstellungen zu.First, an annular permanent magnet 296 is concentrically attached to the armature hub 272 . Together with an annular, concentric electromagnetic magnet 298, this forms a permanent magnet brake, as is available, for example, as a prefabricated component of type 14.118.14.2.0.3 from Lenze in D-31763 Hameln. Such a permanent magnet brake allows two settings.

Zum einen besteht die Möglichkeit, daß am Elektromagneten 298 Strom anliegt. Dies hat zur Folge, daß zwischen dem Elektromagneten 298 und dem Permanentmagneten 296 ein Lüft spalt 300 entsteht, d. h. die beiden Magneten stoßen sich ab. Um dies zu ermöglichen, ist der Permanentmagnet 296 über Federmittel 302 an der Ankernabe 272 befestigt. Die Federmittel 302 können aus einem federnden konzentrischen Ring bestehen. Dieser ist an mehreren, symmetrisch verteil ten Stellen mittels Nieten 304 etc. an dem Permanentmagne ten 296 angenietet. An anderen, ebenfalls zueinander sym metrisch liegenden Stellen ist er durchbohrt. Hinter den Bohrlöchern befinden sich Aussparungen im Permanentmagneten 296, welche je einen Schraubkopf 306 aufnehmen. Dabei ist der Durchmesser des Schraubkopfes 306 jeweils größer als die Bohrung, so daß der Schraubkopf 306 in der Aussparung im Permanentmagneten 296 fixiert ist. An der vorderen Seite des Schraubkopfes 306 ist ein Gewindebolzen 308 ausgebil det, welcher jeweils mit einer Gewindebohrung 310 in der Ankernabe 272 verschraubt ist. Auf diese Weise kann der Permanentmagnet 296 seine Position längs der Achse 270 im Rahmen der Elastizität des Federrings derart verändern, daß der Luftspalt 300 geöffnet oder geschlossen werden kann.On the one hand, there is the possibility that current is applied to the electromagnet 298 . This has the result that a release gap 300 is formed between the electromagnet 298 and the permanent magnet 296 , ie the two magnets repel each other. To make this possible, the permanent magnet 296 is fastened to the armature hub 272 via spring means 302 . The spring means 302 can consist of a resilient concentric ring. This is riveted to the permanent magnet 296 at several, symmetrically distributed locations by means of rivets 304 etc. It is pierced at other points that are also symmetrical to each other. There are recesses in the permanent magnet 296 behind the drill holes, each of which receives a screw head 306 . The diameter of the screw head 306 is larger than the bore, so that the screw head 306 is fixed in the recess in the permanent magnet 296 . On the front side of the screw head 306 , a threaded bolt 308 is formed, each of which is screwed to a threaded bore 310 in the anchor hub 272 . In this way, the permanent magnet 296 can change its position along the axis 270 within the framework of the elasticity of the spring ring in such a way that the air gap 300 can be opened or closed.

Fig. 15 stellt die Situation mit geöffnetem Luftspalt 300 dar. Dabei ist der Federring 302 entspannt. Schaltet man nun den Strom am Elektromagneten 298 wieder ab, so bestehen Anziehungskräfte zwischen dem Permanentmagneten 296 und dem Elektromagneten 298. Der Luftspalt 300 wird infolgedessen geschlossen. Der Federring 302 steht dabei unter elasti scher Spannung. Aufgrund der Oberflächenreibung zwischen dem Permanentmagneten 296 und dem Elektromagneten 298 sind die drehbaren Teile in dieser Situation im wesentlichen starr fixiert. Fig. 15 represents the situation with open air nip 300. Here, the spring ring 302 is relaxed. If the current on the electromagnet 298 is now switched off again, there are attractive forces between the permanent magnet 296 and the electromagnet 298 . As a result, the air gap 300 is closed. The spring ring 302 is under elastic tension. Due to the surface friction between the permanent magnet 296 and the electromagnet 298 , the rotatable parts are essentially rigidly fixed in this situation.

Die bisher dargestellten Bauteile des Drehpositionierungs mittels 242 ermöglichen also eine beliebige Drehpositionie rung des Auslegers 210 bei Verdrehungen um die Achse 270. Sofern der Elektromagnet 298 unter Strom steht, kann diese Positionierung verändert werden. Sobald der Strom abge stellt wird, ist die Positionierung fest. Weitere Bauteile zur Kraftmessung werden im folgenden beschrieben.The components of the rotational positioning by means of 242 shown so far allow any rotational positioning of the boom 210 when rotated about the axis 270 . If the electromagnet 298 is energized , this positioning can be changed. As soon as the current is turned off, the positioning is fixed. Further components for force measurement are described below.

Kraftmessungen erfolgen in diesem Ausführungsbeispiel nur dann, wenn die beweglichen Teile fest positioniert sind. Für Kraftmessungen unter bewegten Auslegern etc. müßten etwa die gegen einen Elektromotor ausgeübten Kräfte gemes sen werden.Force measurements only take place in this exemplary embodiment when the moving parts are firmly positioned. For force measurements under moving booms etc. such as the forces exerted against an electric motor will be.

Bei einer festen Positionierung stehen im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Permanentmagnet 296 und der abge schaltete Elektromagnet 298 aufgrund von Anziehungskräften und daraus resultierenden Reibungskräften fest miteinander im Eingriff. Der Elektromagnet 298 ist aber andererseits dauerhaft mit einer zylindrischen und konzentrischen Ma gnetnabe 312 verbunden. Diese Magnetnabe 312 umgibt konzen trisch den hinteren Bereich der Hohlwelle 282. Zwischen der Innenoberfläche der Magnetnabe 312 und der Hohlwelle 282 sind dritte Rillenkugellager 314, 316 bündig angeordnet, so daß zwischen der Innenoberfläche der Magnetnabe 312 und der Außenoberfläche der Hohlwelle 282 beinahe keine Reibung entstehen kann. Dies ist für das im folgenden dargestellte eigentliche Kraftmeßsystem von Bedeutung.In the case of a fixed positioning, the permanent magnet 296 and the switched-off electromagnet 298 in the present exemplary embodiment are firmly engaged with one another due to attractive forces and the resulting frictional forces. The electromagnet 298 , on the other hand, is permanently connected to a cylindrical and concentric magnetic hub 312 . This magnetic hub 312 concentrically surrounds the rear region of the hollow shaft 282 . Third deep groove ball bearings 314 , 316 are arranged flush between the inner surface of the magnetic hub 312 and the hollow shaft 282 , so that almost no friction can occur between the inner surface of the magnetic hub 312 and the outer surface of the hollow shaft 282 . This is important for the actual force measuring system shown below.

Die Magnetnabe 312 ist auf ihrer rechten und auf ihrer linken Seite jeweils mit einem Widerlager 318, 320 starr verbunden (vgl. Fig. 16, die Verbindungsmittel sind nicht dargestellt). Unterhalb von jedem Widerlager 318, 320 ist je ein Stützlager 324, 322 angeordnet, welches mit der Fundamentplatte 294 fest verbunden ist. Zwischen je einem Widerlager 318 bzw. 320 und dem dazugehörigen Stützlager 324 bzw. 322 ist jeweils ein Kraftsensor 326 bzw. 328 an geordnet. Derartige Kraftsensoren sind als Fertigbauteil vom Typ 8415, 5 kN von Fa. Burster in D-76587 Gernsbach erhältlich.The magnetic hub 312 is rigidly connected on its right and on its left side to an abutment 318 , 320 (see FIG. 16, the connecting means are not shown). A support bearing 324 , 322 is arranged below each abutment 318 , 320 , which is fixedly connected to the foundation plate 294 . Between each abutment 318 or 320 and the associated support bearing 324 or 322 , a force sensor 326 or 328 is arranged. Such force sensors are available as prefabricated components of type 8415, 5 kN from Burster in D-76587 Gernsbach.

Die Kraftmessung wird nun folgendermaßen durchgeführt: ein Proband übt auf den Ausleger 210 eine Kraft in einer der beiden möglichen Drehrichtungen aus, nachdem die bewegli chen Teile durch die Permanentmagnetbremse fixiert sind. Da dabei der Permanentmagnet 296 und der Elektromagnet 298 in Eingriff stehen, wird das Drehmoment auf die Magnetnabe 312 übertragen. Diese ist jedoch mit den Widerlagern 320 und 318 fest verbunden. Infolgedessen wird das Drehmoment als Druckkraft je nach Drehrichtung auf den ersten Kraftsensor 326 oder den zweiten Kraftsensor 328 übertragen. Diese lassen gemeinsam mit den Stützlagern 322, 324 jeweils nur eine Mikrobewegung aller nunmehr zusammenhängenden und an sich beweglichen Bauteile zu. Die dritten Rillenkugellager 314, 316 verhindern dabei, daß Kräfte durch Reibung ver loren gehen. The force measurement is now carried out as follows: a test subject exerts a force on the arm 210 in one of the two possible directions of rotation after the movable parts are fixed by the permanent magnet brake. Since the permanent magnet 296 and the electromagnet 298 are in engagement, the torque is transmitted to the magnet hub 312 . However, this is firmly connected to the abutments 320 and 318 . As a result, the torque is transmitted as a compressive force to the first force sensor 326 or the second force sensor 328 , depending on the direction of rotation. Together with the support bearings 322 , 324 , these each permit only one micro-movement of all components which are now connected and are movable per se. The third deep groove ball bearings 314 , 316 prevent forces from being lost due to friction.

Weiterhin ist das Drehpositionierungsmittel mit den folgen den Bauteilen ausgestattet.Furthermore, the rotational positioning means with the follow the components.

Fig. 15 zeigt teilweise ein Gegengewicht 330, welches über einen Gegenausleger 332, einen Koppelflansch 334 und Befe stigungsmittel 336 mit der Welle 290 starr verbunden ist. Dabei ist das Gegengewicht so bemessen und angeordnet, daß es die Gewichtskraft des Auslegers 210 ausgleicht. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Kraftmessungen nicht vom Eigengewicht des Auslegers 210 beeinflußt werden. Fig. 15 partially shows a counterweight 330 , which is rigidly connected to the shaft 290 via a counterjib 332 , a coupling flange 334 and fastening means 336 . The counterweight is dimensioned and arranged so that it balances the weight of the boom 210 . This ensures that the force measurements are not influenced by the weight of the boom 210 .

An dem Gegenausleger 332 sind ferner Fixiermittel 338 ange bracht. Sie dienen der Fixierung - und damit außer-Kraft setzung - des gesamten Drehpositionierungsmittels 242 in bestimmten Stellungen. Dies kann für Messungen vorteilhaft sein, für welche an dieser Stelle des Skelett-artigen Ge stänges lediglich eine starr gebogene Stelle benötigt wird.On the counter jib 332 fixing means 338 are also introduced. They serve to fix - and thus override - the entire rotary positioning means 242 in certain positions. This can be advantageous for measurements for which only a rigidly bent point is required at this point in the skeleton-like linkage.

Desweiteren sind in Fig. 15 noch Gehäuseteile 340, 342, 344, 346, 348, 350, 352 zu erkennen.Furthermore, housing parts 340 , 342 , 344 , 346 , 348 , 350 , 352 can also be seen in FIG .

Als Positionsmeßmittel dient ein inkrementaler Dreh- bzw. Impulsgeber 354, welcher über ein Reibrad 358 und einen Rundring 356 mit der Koppelflansch 334 verbunden ist. Der Impulsgeber ist als Fertigbauteil vom Typ MOM 20 der Fa. Megatron in D-85640 Putzbrunn erhältlich und mit einer Leiterkarte 360 verbunden.An incremental rotary or pulse generator 354 serves as position measuring means, which is connected to the coupling flange 334 via a friction wheel 358 and a round ring 356 . The pulse generator is available as a finished component of the MOM 20 type from Megatron in D-85640 Putzbrunn and is connected to a 360 board.

In den einzelnen Figuren wurden Antriebsmittel für die Positionierungsmittel, Positionsmeßmittel, Datenübertra gungsmittel, Mittel zur Umwandlung von eingegebenen oder gemessenen Daten in Steuersignale für Antriebsmittel oder Mittel zur Kraftmessung, Kabel etc. aus Gründen der Über sichtlichkeit nicht dargestellt oder nicht bezeichnet. Ergänzend sei noch darauf verwiesen, daß die erwähnten Mittel zur Umwandlung von Daten in Steuersignale in einen Universalrechner integriert sein können. Ferner können die Positionsmeßmittel in Antriebsmitteln integriert sein, oder, für eine manuelle Handhabung, zusätzlich oder statt dessen als Meßgeräte oder geeignete integrierte Skalen ausgebildet sein.In the individual figures, drive means for the Positioning means, position measuring means, data transfer means, means for converting input or measured data in control signals for drive means or Means of force measurement, cables etc. for reasons of over Visibility not shown or not labeled. In addition, it should be pointed out that the mentioned Means for converting data into control signals into one Universal computers can be integrated. Furthermore, the Position measuring means can be integrated in drive means, or, for manual handling, in addition to or instead of its as measuring devices or suitable integrated scales be trained.

Claims

1. Device for measuring and training forces and / or mobility of humans or animals, which

a) Means for force and / or mobility measurement with predetermined attack means ( 40 , 42 , 44 , 46 , 60 , 62 , 60 ', 62 ', 70 , 72 ; 130 , 132 , 134 , 136 ; 204 ; 206 ); and
b) positioning means ( 12 , 20 , 50 , 56 , 80 , 82 , 90 , 92 ; 110 , 112 , 122 , 140 , 142 , 144 , 146 ; 222 , 224 , 226 , 231 , 232 , 234 , 236 , 238 , 240 , 242 , 244 , 246 , 248 ) for reproducible adjustment of the relative position of parts of the body and means of attack ( 40 , 42 , 44 , 46 , 60 , 62 , 60 ′, 62 ′, 70 , 72 ; 130 , 132 , 134 , 136 ; 204 ; 206 ).

2. Device according to claim 1, in which the attack means ( 40 , 42 , 44 , 46 , 60 , 62 , 60 ', 62 ', 70 , 72 ; 130 , 132 , 134 , 136 ) as force plates and the means for force measurement are designed as load cells.

3. Device according to one of the preceding claims, at which is the means for positioning and / or Force and / or mobility measurement magnetic brakes exhibit.

4. Device according to one of the preceding claims, wherein the positioning means comprise a spatially adjustable recliner ( 10 ) for receiving a proban.

5. Device according to one of the preceding claims, in which

a) handles ( 204 , 206 ) are provided as a means of attack;
b) the handles ( 204 , 206 ) on a skeleton-like linkage ( 208 , 212 , 216 ; 210 , 214 , 216 ) are fixed or adjustable; and
c) the skeleton-like linkage ( 208 , 212 , 216 ; 210 , 214 , 216 ) for flexible spatial positioning of the handles ( 204 , 206 ) are formed.

6. Device according to one of the preceding claims, wherein at least one positioning means ( 12 , 20 , 50 , 56 , 80 , 82 , 90 , 92 ; 110 , 112 , 122 , 140 , 142 , 144 , 146 ; 222 , 224 , 226 , 231 , 232 , 234 , 236 , 238 , 240 , 242 , 244 , 246 , 248 ) is equipped with drive means.

7. Device according to one of the preceding claims, wherein the positioning means ( 12 , 20 , 50 , 56 , 80 , 82 , 90 , 92 ; 110 , 112 , 122 , 140 , 142 , 144 , 146 ; 222 , 224 , 226 , 231 , 232 , 234 , 236 , 238 , 240 , 242 , 244 , 246 , 248 ) position measuring means for measuring relative positions of at least one part of the body and an attacking means ( 40 , 42 , 44 , 46 , 60 , 62 , 60 ′, 62 ', 70 , 72 ; 130 , 132 , 134 , 136 ; 204 ; 206 ).

8. Device according to one of the preceding claims with means for data processing ( 254 , 256 , 258 ), finally means for input ( 258 ), storage and output of measurement and training-relevant data ( 256 ).

9. The device according to claim 8, wherein the data processing means ( 254 , 256 , 258 ), the drive means and / or the measuring means are designed for an exchange of control or measurement data.

10. rotational positioning means for a device according to any one of the preceding claims, in which

a) rotatable parts ( 272 , 284 , 290 , 330 , 332 , 334 ) can be fixed in desired positions via a permanent magnet brake ( 296 , 298 );
b) the permanent magnet brake ( 296 , 298 ) is connected to means for force measurement ( 318 , 320 , 322 , 324 , 326 , 328 ); and
c) means ( 314 , 316 ) for minimizing the friction when transmitting forces to the means for force measurement ( 318 , 320 , 322 , 324 , 326 , 328 ) are seen before.