(57)【要約】【課題】本発明は、少なくとも２つの次元で揺動可能な少なくとも１つの可動台（１２ａ〜ｂ）、可動台（１２ａ〜ｂ）の動きを減衰する少なくとも１つの減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）を有する装置、特にバランストレーニング及び／又は微細運動トレーニングのための装置に関する。【解決手段】減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）が、台（１２ａ〜ｂ）及び減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）を接続し、台（１２ａ〜ｂ）の少なくとも２次元の動きを伝達する、台（１２ａ〜ｂ）の静止位置のゼロ軸（３０ａ〜ｂ）に沿って少なくとも部分的に延びる中央の接続要素（２２ａ〜ｂ）を備えることが提案される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの次元で揺動可能な少なくとも１つの可動台（１２ａ〜ｂ）、該可動台（１２ａ〜ｂ）の動きを減衰する少なくとも１つの減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）を有する装置、特にバランストレーニング及び／又は微細運動トレーニングのための装置であって、前記減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）は、前記台（１２ａ〜ｂ）及び該減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）を接続し、前記台（１２ａ〜ｂ）の少なくとも２次元の動きを伝達する、前記台（１２ａ〜ｂ）の静止位置のゼロ軸（３０ａ〜ｂ）に沿って少なくとも部分的に延びる中央の接続要素（２２ａ〜ｂ）を備える、装置。
【請求項２】
前記中央の接続要素（２２ａ〜ｂ）は、前記台（１２ａ〜ｂ）の前記少なくとも２次元の動きを前記減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）に１次元で伝達する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）は、前記台（１２ａ〜ｂ）の前記少なくとも２次元の動きの回転成分を、前記中央の接続要素（２２ａ〜ｂ）のその軸を中心とした回転運動に変換する少なくとも１つの運動変換ユニット（２４ａ〜ｂ）を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記運動変換ユニット（２４ａ〜ｂ）は、丸みを帯びた開口部を有するスリーブ又はボア（２６ａ〜ｂ）を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記中央の接続要素（２２ａ〜ｂ）は索要素として少なくとも部分的に実現される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）は少なくとも１つのばね要素（３２ａ）を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記中央の接続要素（２２ａ〜ｂ）及び前記ばね要素（３２ａ）を接続するスリーブ要素（２８ａ〜ｂ）であって、前記中央の接続要素（２２ａ〜ｂ）のその軸を中心とした回転を可能にする、スリーブ要素（２８ａ〜ｂ）を備える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
減衰の程度を調整するように設けられる調整ユニット（３４ａ〜ｂ）を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記調整ユニット（３４ａ）は電気アクチュエータ（３６ａ）を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記減衰ユニット（２０ｂ）は直接調整可能なダンパ要素を備える、少なくとも請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記直接調整可能なダンパ要素は、電気粘性ダンパ（３８ｂ）及び／又は磁気粘性ダンパとして実現される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記調整ユニット（３４ａ〜ｂ）は制御ユニット（４０ａ〜ｂ）を備える、少なくとも請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御ユニット（４０ａ〜ｂ）は、前記台（１２ａ〜ｂ）の偏向移動を測定する少なくとも１つのセンサ（４２ａ〜ｂ）の測定値に応じて前記減衰の程度を調整するように設けられる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御ユニット（４０ａ〜ｂ）は、前記台（１２ａ〜ｂ）の偏向移動の振幅の増加に起因する前記減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）の前記減衰の程度のゆっくりとした低下に、前記減衰の程度の急激な上昇が重ね合わせられるトレーニングプログラムを行うように設けられる、少なくとも請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記中央の接続要素（２２ａ〜ｂ）は、外部摩擦によって前記台（１２ａ〜ｂ）の動きを減衰するように設けられる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
バランストレーニング及び／又は微細運動トレーニング及び／又は治療のための、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置（１０ａ〜ｂ）の使用。
【請求項１７】
低重力条件下での請求項１６に記載の使用。
【請求項１８】
ゲーム機（４４ａ〜ｂ）と協働する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１９】
低重力条件下での請求項１８に記載の使用。
【請求項２０】
前記台（１２ａ〜ｂ）の偏向移動の振幅の増加に起因する前記減衰ユニット（２０ａ〜ｂ）の前記減衰の程度のゆっくりとした低下に、前記減衰の程度の急激な上昇が重ね合わせられる、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の装置（１０ａ〜ｂ）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バランストレーニング又は微細運動トレーニングのための装置は、少なくとも２つの次元で揺動可能な少なくとも１つの可動台を備える。可動台の動きを減衰するダンパ要素を有する装置が知られており、ダンパ要素は、例えばプラスチックで被覆された鋼索として具現され、台を、吊り下げるとともにプラスチック被覆の材料特性に起因して減衰効果を有するように固定する。既知のダンパ要素は、かなり大まかにしか調整可能ではなく、装置の動作中に減衰特性を変更することが可能ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、特に、減衰の適応性に関して改善された特徴を有する、業界標準の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、本発明に従って請求項１の特徴によって達成され、本発明の有利な実施態様及び更なる発展形態は従属請求項から分かり得る。
【０００５】
本発明は、装置、特に、バランストレーニング及び／又は微細運動トレーニングのための装置に基づき、この装置は、少なくとも２つの次元で揺動可能な少なくとも１つの可動台、可動台の動きを減衰する少なくとも１つの減衰ユニットを有する。「少なくとも２つの次元で揺動可能な可動台」とは、特に、例えば骨組み上の懸架部によって、１つの平面、好ましくは、装置が配置される床面に対して平行な平面において、少なくとも互いに対して垂直に延びる２つの方向に沿って、所定の偏向移動（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）範囲内で偏向移動することができ、また、偏向移動をリセットして静止位置になるよう設けられるように支持される、台、好ましくは平面的な台として理解されるものとする。特に、可動台は、平面内の２つの方向への偏向移動に加えて、この平面に対して垂直な方向に縦揺れすることもできるか、又は、可動台は、並進的な動きなしに、３次元的に横揺れ角及び偏揺れ角によって偏向移動することができる。台は立位上面を有し、この上に人が立ち、自身の動きによって台を偏向移動させるか、及び／又は、外部の刺激による台の偏向移動に対して反作用する。好ましくは、立位上面は平坦に実現されるが、原則として、湾曲するか、又は例えば半球形状である、平坦な面とは異なる別の基本形状を有するように実現することもできる。装置は、特に、バランス感覚を強化するためのトレーニングにおいて、又は、バランス感覚障害の治療に使用するために提供される。「可動台の動きを減衰する減衰ユニット」とは、特に、台の偏向移動につながる力を減衰し、したがって台の偏向移動に対抗する特定の抵抗を加えるように提供されるユニットであるものと理解されるものとする。
【０００６】
減衰ユニットは、台及び減衰ユニットを接続し、台の少なくとも２次元の動きを伝達する、台の静止位置のゼロ軸に沿って少なくとも部分的に延びる中央の接続要素を備えることが提案される。「台の静止位置のゼロ軸」とは、特に、台の平面において垂直であり、台の静止位置において、台の幾何学的中心を通って延びる軸であるものと理解されるものとする。「接続要素」とは、特に、台のその静止位置からの偏向移動を少なくとも１つの付加的な要素に伝達するように設けられる要素として理解されるものとする。好ましくは、接続要素は柔軟な要素として具現される。「中央の接続要素」とは、特に、接続要素が、少なくとも台の静止位置のゼロ軸に近い領域に配置され、接続要素が、互いに反対の方向への同じ絶対値を有する台の偏向移動を同一の偏向移動に変換するものとして理解されるものとする。特に、台の動きの減衰は、中央の接続要素の動きの減衰に起因して、この中央の接続要素により行うことができる。特に、中央の接続要素は、少なくとも２次元の動きを減衰ユニットに１次元で伝達するように設けられる。特に、台の動きの減衰に必要なダンパ要素の数の低減を達成可能である。
【０００７】
さらに、中央の接続要素が、台の少なくとも２次元の動きを減衰ユニットに１次元で伝達することが提案される。特に、減衰ユニットのダンパ要素の数の低減を達成可能である。
【０００８】
減衰ユニットが、台の少なくとも２次元の動きの回転成分を、中央の接続要素のその軸を中心とした回転運動に変換する少なくとも１つの運動変換ユニットを備えることが更に提案される。特に、台のその静止位置からの並進する偏向移動の絶対値は、中央の接続要素の偏向移動として残る。特に、台の動きの回転成分は、中央の接続要素の部分的な領域において接続要素の動きの回転成分に変換され、その部分的な領域は可動台と運動変換ユニットとの間に配置され、中央の接続要素の動きの上記回転成分は、中央の接続要素のその軸を中心とした回転の動きに変換される。特に、台の少なくとも２次元の動きがしたがって中央の接続要素の１次元の動きに変換される。「運動変換ユニット」とは、特に、１つの回転方向又は並進方向への動きを、異なる回転方向又は並進方向への動きに変換するように設けられるユニットとして理解されるものとする。好ましくは、運動変換ユニットは、例えば、回転成分を有する２次元の動きが、１次元の単なる並進運動に変換されることにより、動きの次元を減らすように設けられる。好ましくは、運動変換ユニットは、中央の接続要素が中心として回転することができ、動きの回転成分を、中央の接続要素の軸を中心とする回転に変換する要素を含む。特に、必要なダンパ要素の数を減らすことは、台のその静止位置からの並進の偏向移動の減衰のみを行う必要があるという点で達成することができる。
【０００９】
さらに、運動変換ユニットが、丸みを帯びた開口部を有するスリーブ又はボアを有することが提案される。特に、丸みを帯びた開口部を有するスリーブ又はボアは、中央の接続要素の動きの回転成分を、中央の接続要素のその軸を中心とする回転に変換するように設けられ、このことは、中央の接続要素が、丸みを帯びた開口部のスリーブ又はボアとの接触点を中心に回転することによって行われる。原則的に、代替的な実施形態では、開口部は、丸みを帯びた開口部ではなく、鋭形の開口部として実現してもよい。特に、構造的に簡単な運動変換ユニットが達成可能である。
【００１０】
中央の接続要素が、索要素として少なくとも部分的に実現されることが更に提案される。「索要素」とは、特に、天然繊維若しくは合成繊維又は金属製ワイヤからなる柔軟な長い要素として理解されるものとし、繊維又はワイヤは捩られ、この要素は、牽引力を伝達するために設けられる。特に、索要素は、鋼ワイヤ製の鋼索として具現される。特に、索要素は、繊維又はワイヤの材料に関して同じ材料又は異なる材料製のコーティング、スリーブ又は被覆を含むことができる。原則的に、中央の接続要素は、少なくとも部分的にチェーン要素として実現することができる。特に、容易に製造可能であり、安価な中央の接続要素を達成可能である。
【００１１】
減衰ユニットが、少なくとも１つのばね要素を含むことが更に提案される。「ばね要素」とは、特に、通常の動作状態において、少なくとも長さが１０％も、特に少なくとも２０％、好ましくは３０％も、及び特に有利には少なくとも５０％弾性的に変化可能であり、特に長さの変化に応じて、好ましくはその変化に比例するとともにその変化に対抗して作用する反力を発生させる、巨視的要素として理解されるものとする。要素の「長さ」とは、特に、平面上への要素の垂直投影の２つの点の最大距離を意味することが意図される。「巨視的要素」とは、特に、少なくとも１ｍｍ、特に少なくとも５ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍ、特に好ましくは少なくとも５０ｍｍ延びる要素を意味するものとする。特に、ばね要素は、中央の接続要素に接続され、中央の偏向移動要素の偏向移動に対して予荷重に応じた抵抗を加え、その結果、１つの方向への偏向移動が減衰される。ばね要素は、直線的に弾性変形可能な要素として、又はねじりばね要素として具現することができる。原則的に、減衰ユニットは、ばね要素の代わりに、又はばね要素に加えて付加的なダンパ要素を含むことができ、このダンパ要素は、ばね要素と直列又は並列に減衰ユニットに配置することができる。同様に原則的に、互いに並列に配置されるばね要素及び付加的なダンパ要素の複数の群を使用することが考えられ、複数の群は互いに並列及び／又は直列に接続される。付加的なダンパ要素は、内部の減衰特性を有する要素、例えばゴム索又は非線形の負荷特性を有する撚りゴム索として実現することができる。付加的なダンパ要素は、ばね要素と一体化されるように具現することができる。特に、構造的に簡単に具現される減衰ユニットを達成可能である。
【００１２】
さらに、中央の接続要素がその軸を中心に回転することを可能にする、中央の接続要素及びばね要素を接続するねじれ解除ユニットが提案される。「ねじれ解除ユニット」とは、特に、一端が、要素、特に中央の接続要素に固定され、要素が要素内でその軸を中心に回転することを可能にするユニットとして理解されるものとし、この場合、要素の回転は、ねじれ解除ユニットの内部の回転に変換される。特に、中央の接続要素及びばね要素の構造的に簡単な接続を達成可能である。
【００１３】
さらに、減衰の程度を調整するために設けられる調整ユニットが提案される。「調整ユニット」とは、特に、手動で又は電子制御式に減衰ユニットに作用し、減衰ユニットの減衰の程度を変更し、したがって、所与の偏向移動力に関して台の可能な運動範囲を変更するユニットとして理解されるものとする。好ましくは、調整ユニットは、装置の動作中に減衰の程度を変更するように設けられる。特に、異なる条件に柔軟に適合することができる装置を達成可能である。
【００１４】
調整ユニットが電気アクチュエータを含むことも提案される。「電気アクチュエータ」とは、特に、電気信号を運動、特に直線運動に変換するように設けられるメカトロニクス構成要素として理解されるものとする。特に、電気アクチュエータは、ばね要素の予荷重を調整するように設けられる。特に、アクチュエータは、予荷重の無段階調整のために設けられる。特に、費用効率的に実現可能であり、かつ簡単に作動可能な連続的に可変の調整ユニットを実現可能である。
【００１５】
さらに、減衰ユニットが、直接調整可能なダンパ要素を含むことが提案される。「直接調整可能なダンパ要素」とは、特に、このダンパ要素の減衰の程度を、特に予荷重を適合するようにアクチュエータで予め作動することなく、直接電気作動によって調整することができるか、又は、外部の電場及び／若しくは磁場を印加することによって調整することができるダンパ要素として理解されるものとする。代替的な実施形態では、減衰ユニットは、直接調整可能なダンパ要素及び／又はばね要素の代わりに、又はこれに加えて、渦電流ブレーキ又は摩擦ブレーキを含むこともできる。特に、減衰の程度の連続的に可変の迅速に行われる調整を、構造的に簡単に達成可能である。
【００１６】
直接調整可能なダンパ要素は、電気粘性ダンパ及び／又は磁気粘性ダンパとして実現されることが更に提案される。「電気粘性ダンパ」とは、特に、電気粘性液体を有するダンパとして理解されるものとする。「電気粘性液体」とは、特に、電気分極可能な粒子が懸濁しており、電場を印加することで粒子から双極子が形成されることに起因して変化することができる粘度を有する液体として理解されるものとする。「磁気粘性ダンパ」とは、特に、磁気粘性液体を有するダンパとして理解されるものとする。「磁気粘性液体」とは、特に、磁気分極可能な粒子が懸濁され、磁場を印加することによって変化することができる液体として理解されるものとする。特に、構造的に簡単であり、かつ直接調整可能なダンパ要素を達成することができる。
【００１７】
さらに、調整ユニットが制御ユニットを含むことが提案される。「制御ユニット」とは、特に、少なくとも１つの演算ユニット及び少なくとも１つの格納ユニットを備え、格納ユニット内に格納されている少なくとも１つのプログラムを実行し、好ましくは、格納されているプログラム及び／又は台の動きに応じて減衰の程度の調整を行うように設けられるユニットとして理解されるものとする。特に、様々な可能性のある要件に簡単かつ迅速に適合することができ、また、特に、更なる外部装置、例えばビデオゲーム機と組み合わせることのできる装置が達成可能である。
【００１８】
さらに、制御ユニットが、台の偏向移動を測定する少なくとも１つのセンサの測定値に応じて減衰の程度を調整するように設けられることが提案される。センサは例えば、カメラとして、誘導センサとして、又は、当業者が好適であるとみなす位置測定用の更なるセンサとして実現することができる。特に、柔軟に適合可能な装置を達成することができる。
【００１９】
台の偏向移動の振幅の増加に起因する減衰ユニットの減衰の程度のゆっくりとした低下に、減衰の程度の急激な上昇が重ね合わせられるトレーニングプログラムを実行するために、制御ユニットが設けられることが更に提案される。減衰の程度の「ゆっくりとした低下」及び「急激な上昇」とは、特に、減衰の程度の低下が、減衰の程度の上昇に比してゆっくりと進行することと理解されるものとする。「偏向移動の振幅の増加」とは、特に、減衰の程度の低下に起因して、及び／又は、台に乗っている人の動き、例えば、外部刺激の場合に人の動きを相殺することに起因して、台のその静止位置からの偏向移動の振幅が増加することと理解されるものとする。好ましくは、台の偏向移動の振幅の増加が、制御ユニットの演算ユニットによって求められる。特に、減衰の程度の急激な上昇は、台の偏向移動の振幅が過剰に増加するのを回避するために提供される。特に、減衰の程度のゆっくりとした低下は、台に乗っている人の同じ動きの偏向移動の振幅が徐々に増加することによって、その人に、トレーニングプログラムの過程で反復的に新たに課題が課せられ、したがって、高レベルのトレーニング効果を達成するように設けられる。特に、減衰の程度のゆっくりとした低下、及び、その結果として生じる、人の動きによって生じる台の偏向移動の増大によって、トレーニングプログラムを受けている人の安定性及び運動能力を簡単かつ確実に判断し、訓練することができる。特に、個人に合わせて適合される、高い安定性を有するトレーニングプログラムを達成可能である。
【００２０】
さらに、中央の接続要素が、外部摩擦によって台の動きを減衰するために設けられることが提案される。「外部摩擦」とは、特に、中央の接続要素と、中央の接続要素とは異なる、装置の更なる構成要素との摩擦として理解されるものとする。特に、中央の接続要素は、オイラー−アイテルワイン方程式に従って、丸みを帯びた開口部を有するスリーブ又はボアの表面と摩擦し、運動エネルギーを熱エネルギーに消散的に変換するように設けられる。特に、可動台の動きの付加的な減衰を達成可能である。
【００２１】
本発明による装置は、特に、バランストレーニング及び／又は治療に用いるために提供される。治療においては、本発明による装置を、例えば筋力トレーニングに適用することができる。
【００２２】
さらに、本発明による装置を、低重力条件下で、バランストレーニング及び／又は微細運動トレーニング及び／又は治療のために使用することが提案される。「低重力条件」とは、特に、最大で０．９ｇ、有利には最大で１×１０−３ｇ、好ましくは最大で１×１０−６ｇ、特に好ましくは最大で１×１０−８ｇの重力効果が生じる条件として理解されるものとする。重力効果は、引力によって及び／又は加速によって人工的に発生させることができる。地球上での自由落下による加速度値、すなわち９．８１ｍ／ｓ２は「ｇ」で表される。特に、個々の要件に容易に適合可能な低重力条件下でのトレーニングの可能性を提供することができる。
【００２３】
さらに、ゲーム機と協働する本発明による装置の使用が提案される。好ましくは、本発明による装置は、ゲーム機に接続される制御ユニットを備え、制御ユニットは、ゲーム機内に組み込まれるか、又は、ゲーム機とは別個に具現することができる。特に、ゲーム機に接続される制御ユニットは、調整ユニットの制御ユニットによって実現される。
【００２４】
さらに、低重力条件下でゲーム機と協働する本発明による装置の使用が提案される。
【００２５】
さらに、台の偏向移動の振幅の増加に起因する、減衰ユニットの減衰の程度のゆっくりとした低下に、減衰の程度の急激な上昇が重ね合わせられる、本発明による装置の使用が提案される。特に、高レベルの、個人に合わせて適合される安定性を有するトレーニングプログラムを達成することができる。
【００２６】
本発明による装置は、本明細書では、上述した用途及び実施態様の形態に限定されないものとする。特に、本発明による装置は、本明細書において記載される機能を果たすために、本明細書において言及される数とは異なる多くの個々の要素、構成要素及びユニットを備えることができる。
【００２７】
更なる利点は、図面の以下の説明から分かる。図面には、本発明の２つの例示的な実施形態が提示されている。これらの図面、説明及び特許請求の範囲は複数の特徴の組み合わせを含む。当業者はこれらの特徴を意図的に別個にも考慮し、好都合に更に組み合わせるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による装置を斜め上から見た概略図である。
【図２】本発明による装置の減衰ユニットを、ばね及びアクチュエータとともに示す概略図である。
【図３】直接調整可能なダンパ要素を備える減衰ユニットを有する代替的な装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、少なくとも２つの次元で揺動可能な可動台１２ａ、可動台１２ａの動きを減衰する減衰ユニット２０ａを有する、本発明によるバランストレーニングのための装置１０ａを斜め上から見て示している。可動台１２ａは、懸架ユニット１４ａの懸架要素１６ａ、１８ａによって、例えばアルミニウムから作ることができるフレーム５２ａにおいて揺動するように支持され、この場合、懸架要素１６ａは可動台１２ａの運動方向４８ａにおける支持を提供し、懸架要素１８ａは、可動台１２ａの運動方向４８ａに対して垂直な、可動台１２ａの運動方向５０ａにおける支持を提供する。懸架要素１６ａ、１８ａは、本明細書では、プラスチックシェルの材料の変形により動きの付加的な減衰を行う、プラスチックで被覆された鋼索として実現される。フレーム５２ａは、特に台に上る際の支援として設けられる２つのハンドル４６ａを備える。台１２ａは、２つの運動方向４８ａ、５０ａに偏向移動することができ、したがって２次元に偏向移動することができる。代替的な実施形態では、台１２ａを、傾斜可能でもあるように更に実現することができる。装置１０ａは、治療の際のバランストレーニングで使用されるように提供され、ゲーム機４４ａと協働するよう適用されるように更に提供される。ゲーム機４４ａと協働することにより、例えばトレーニングのための特に様々な条件のシミュレーションが可能となる。装置１０ａは、低重力条件下において、例えば宇宙ステーション若しくは宇宙カプセルの機内で、又は月、惑星若しくは小惑星で、宇宙飛行士の筋肉増強のためにトレーニング対策を目的として使用することもできる。装置１０ａの可動台１２ａは、台１２ａの平坦な表面に立っている人の動きによって偏向移動し、このとき、代替的な実施形態では、台１２ａの表面は、平坦な実施態様とは異なる形状を有することもできる。さらに、代替的な実施形態では、偏向移動ユニット、例えば取り付けられた偏心モータによる偏向移動によって可動台１２ａを動かすことができ、この場合、表面に立っている人は、トレーニング効果を達成するために、偏向移動ユニットによって引き起こされる動きを相殺しなければならない。
【００３０】
減衰ユニット２０ａ（図２）は、台１２ａと減衰ユニット２０ａとを接続し、台１２ａの少なくとも２次元の動きを伝達する、台１２ａの静止位置のゼロ軸３０ａに沿って部分的に延びる中央の接続要素２２ａを備える。中央の接続要素２２ａは、索要素として具現される。索要素は、鋼索によって具現され、代替的に実施されるバージョンでは、中央の接続要素２２ａは鋼とは異なる材料から作られる索要素によって実現することができ、例えば被覆を含むことができるか、又は、中央の接続要素２２ａは、少なくとも部分的にチェーンとして実現することができる。
【００３１】
中央の接続要素２２ａは、台１２ａの少なくとも２次元の動きを、減衰ユニット２０ａに１次元で伝達する。減衰ユニット２０ａは運動変換ユニット２４ａを含み、運動変換ユニット２４ａは、台１２ａの少なくとも２次元の動きの回転成分を、中央の接続要素２２ａのその軸を中心とする回転運動に変換する。運動変換ユニット２４ａは、本体に、丸みを帯びた開口部を有するボア２６ａを含む。代替的な実施形態では、運動変換ユニット２４ａは、ボアの代わりに、丸みを帯びた開口部を有するスリーブを本体に含むことができる。原則的に、ボア２６ａ又はスリーブが鋭形の開口部を有することも考えられる。中央の接続要素２２ａは、ボア２６ａを通して案内され、開口部に載る。台１２ａが偏向移動してその静止位置から出ると、この偏向移動の並進成分、したがって台１２ａの動きが、中央の接続要素２２ａの並進運動に変換され、一方で、この動きの回転成分は、運動変換ユニット２４ａのボア２６ａを中心とする、ボア２６ａと台１２ａとの間の中央の接続要素２２ａの一部の領域の回転に変換され、ボア２６ａを中心とする回転が複数の場合は、中央の接続要素２２ａのその軸を中心とする回転に変換される。したがって、台１２ａの動きの回転成分がフィルタリングされ、その静止位置からの偏向移動の絶対値だけが残され、減衰ユニット２０ａによって減衰される。原則的に、台１２ａの２つの運動方向４８ａ、５０ａのそれぞれ１つに対して別個の減衰を提供すること、及び、別個の減衰に接続するための異なる要素を、中央の接続要素２２ａに代わって設けることが考えられる。
【００３２】
減衰ユニット２０ａは、中央の接続要素２２ａに接続されており、台１２ａの偏向移動が中央の接続要素２２ａによって減衰されるように、中央の接続要素２２ａの並進運動に戻り力に起因する抵抗を加える、ばね要素３２ａを備える。減衰ユニット２０ａの付加的なダンパ要素５８ａが、ばね要素３２ａと直列に配置されている。付加的なダンパ要素５８ａは、非線形の荷重特性を有する撚りゴム索として具現される。減衰ユニット２０ａの代替的な実施態様では、減衰ユニット２０ａの付加的なダンパ要素５８ａをばね要素３２ａと並列に配置することができる。中央の接続要素２２ａは、外部摩擦によって台１２ａの動きを減衰するために更に提供され、それは、中央の接続要素２２ａが、並進運動の際に、オイラー−アイテルワイン方程式に従ってボア２６ａの表面と摩擦し、この外部摩擦時に中央の接続要素２２ａ、したがって台１２ａの運動エネルギーが消散され、この結果、台１２ａの動きが減衰されるためである。特に、中央の接続要素２２ａとボア２６ａの表面との外部摩擦は、偏向移動するときの台１２ａの後揺れ、及び人が台に上がることによって生じる動きを減衰するために提供される。図示の例示的な実施形態では、中央の接続要素２２ａ、及び、ボア２６ａの丸みを帯びた開口部の表面の双方が鋼から作られるが、原則的には、中央の接続要素２２ａ及びボア２６ａの丸みを帯びた開口部の表面の双方を他の材料から作ることができる。ボア２６ａとばね要素３２ａとの間の距離において、中央の接続要素２２ａがプーリ５４ａによって偏向移動する。装置１０ａは、中央の接続要素２２ａとばね要素３２ａとを接続する乱流軸受によって実現されるねじれ解除ユニット５６ａを備え、ねじれ解除ユニット５６ａは中央の接続要素２２ａのその軸を中心とした回転を可能にし、それによって、接続要素２２ａのその軸を中心とした回転によるばね要素３２ａへの力の衝撃が回避され、ばね要素３２ａには、台１２ａのその静止位置からの偏向移動の絶対値に起因する力の衝撃だけがチャージされる。乱流軸受によって実現されるねじれ解除ユニット５６ａは、スリーブ要素２８ａを介してばね要素３２ａに接続される。代替的な実施形態では、減衰ユニット２０ａが、ばね要素３２ａに加えて又はその代りに、例えば渦電流ブレーキ又は摩擦ブレーキを減衰のために備えることが考えられる。
【００３３】
調整ユニット３４ａが、減衰ユニット２０ａの減衰の程度を調整するために提供される。調整ユニット３４ａは、ばね要素３２ａの予荷重力を調整する電気アクチュエータ３６ａを備える。アクチュエータ３６ａによってばね要素３２ａの予荷重力を調整することにより、減衰ユニット２０ａの減衰の程度が調整されるが、これは、一方では、予荷重力の増大に起因して、台１２ａによる中央の接続要素２２ａの偏向移動に対してより高い反力が加えられること、及び他方では、中央の接続要素２２ａへの力が変化することに起因して、オイラー−アイテルワイン方程式によるボア２６ａの表面との摩擦力の変化が達成されるためである。調整ユニット３４ａは、調整ユニット３４ａに一体化され、演算ユニット及びプログラムが格納される格納ユニットを備える制御ユニット４０ａを備える。制御ユニット４０ａは、減衰を適合させるアクチュエータ３６ａを作動するために提供される。特に、装置１０ａのユーザの異なる要件に装置１０ａを適合させるために、例えば治療でバランストレーニングを行う様々な人々のバランス障害の様々な程度に合わせて、様々な減衰の程度を設定することができる。電気アクチュエータ３６ａに起因して、減衰の程度の調整を連続的に可変に行うことができる。制御ユニット４０ａは、その格納ユニット内に、特に様々な難易度の様々なトレーニングプログラムが格納されており、様々な難易度は様々な減衰の程度によって実現され、この場合、難易度は、トレーニングプログラムの幾つかでは、トレーニングプログラムの実行の過程で変わる。特に、制御ユニット４０ａ及び電気アクチュエータ３６ａを介した調整ユニット３４ａによって、減衰の程度の調整及び適合を装置１０ａの使用中に行うことができ、したがって、減衰の程度を適合するためにトレーニングプログラムを中断することなく、様々な減衰の程度、したがって難易度のトレーニングプログラムを実現することが可能となる。制御ユニット４０ａは、台１２ａの偏向移動の振幅の増加に起因する減衰ユニット２０ａの減衰の程度のゆっくりとした低下に、減衰の程度の急激な上昇が重ね合わせられるトレーニングプログラムを実行するために提供される。減衰の程度の急激な上昇は、台１２ａの偏向移動の振幅の過剰な増加を回避するように働き、一方で、トレーニングプログラムの過程で、台１２ａに乗っている人の同じ動きにおける偏向移動の振幅が徐々に増加することにより、減衰の程度がゆっくりと低下することによって、その人には、トレーニングプログラムの過程で反復的に新たに課題が課せられ、その結果、高レベルのトレーニング効果が達成される。特に、トレーニングプログラムは、高い減衰の程度を伴う開始段階を含み、この段階では、台１２ａに乗っている人の動きは、台１２ａの僅かな偏向移動しか引き起こさない。この開始段階の後、減衰ユニット２０ａの減衰の程度のゆっくりとした低下に起因して、実際のトレーニング段階への移行が行われ、この段階では、減衰ユニット２０ａの減衰の程度の低下により生じる、台１２ａの偏向移動の振幅の増加が、減衰の程度の急激な上昇を目的として制御ユニット４０ａによって作動され、減衰の程度のゆっくりとした低下に重ね合わせられることにより、素早く切り換わるトレーニング条件が生じ、これらの条件から高レベルのトレーニング効果が達成される。
【００３４】
制御ユニット４０ａによってゲーム機４４ａと協働することで、ゲーム機４４ａにおいて、例えば宇宙飛行士のトレーニングのために、異なる減衰の程度によって、トレーニングゲームの異なる状況をシミュレーションすることが更に可能である。代替的な実施形態では、制御ユニット４０ａをゲーム機４４ａに一体化することができ、それによって、調整ユニット３４ａの作動をゲーム機４４ａによって行うことができる。さらに、減衰の程度の適合を、ばね要素３２ａにおいて手動で行う代替的な実施形態が考えられる。制御ユニット４０ａは、台１２ａの偏向移動を測定する少なくとも１つのセンサ４２ａの測定値に応じて減衰の程度を調整するように提供される。センサ４２ａはカメラによって実現され、このカメラによって、制御ユニット４０ａは、台１２ａの下面のマークの検出に基いて、台１２ａの動きを捉える。代替的な実施形態では、台１２ａの位置を測定するセンサ４２ａを、当業者が好都合であるとみなす他のセンサ４２ａによって具現することができる。
【００３５】
図３には、本発明の別の例示的な実施形態が示されている。以下の説明及び図面は、例示的な実施形態の間の差異に実質的に限定され、この場合、同じように示される構成要素、特に同じ参照符号を有する構成要素に関して、他の例示的な実施形態の図面及び／又は説明、特に図１及び図２を参照することができる。例示的な実施形態を区別するために、図１及び図２の例示的な実施形態の参照符号の後には文字ａが付される。図３の例示的な実施形態では、文字ａの代わりに文字ｂが用いられる。
【００３６】
少なくとも２つの次元で揺動可能な可動台１２ｂ、可動台１２ｂの動きを減衰する減衰ユニット２０ｂを有する、バランストレーニングのための代替的な装置１０ｂが、前述の例示的な実施形態と実質的に同様に具現される（図３）。装置１０ｂの減衰ユニット２０ｂは、電気粘性ダンパ３８ｂによって実現される直接調整可能なダンパ要素を備える。電気粘性ダンパ３８ｂは、一般的な緩衝器と実質的に同様に実現され、粒子の懸濁液が導入されている液体の充填部を備え、この粒子の双極子が電場を印加することによって誘導される。双極子を誘導することによって、粒子が鎖状に配置され、その結果として、液体の粘度、したがって減衰ユニット２０ｂの減衰の程度が変化する。電場は調整ユニット３４ｂによって生成され、調整ユニット３４ｂは電場によって減衰の程度を調節する。調整ユニット３４ｂは、電場の発生を作動する制御ユニット４０ｂを備える。電場の発生によって、減衰の程度を動的かつ連続的に調整することができ、装置１０ｂの使用中に適合も達成可能である。特に、制御ユニット４０ｂは、それ自身で、又はゲーム機４４ｂと協働することで、トレーニングプログラム中に減衰の程度が適合される少なくとも１つのトレーニングプログラムの実行を誘導することができる。装置１０ｂの代替的な実施形態では、減衰ユニット２０ｂの直接調整可能なダンパ要素を、例えば磁気粘性ダンパとして実現することができる。制御ユニット４０ｂは、台１２ｂの偏向移動の振幅の増加に起因する減衰ユニット２０ｂの減衰の程度のゆっくりとした低下に、減衰の程度の急激な上昇が重ね合わせられるトレーニングプログラムを実行するために提供される。
【符号の説明】
【００３７】
１  装置
１２  台
１４  懸架ユニット
１６  懸架要素
１８  懸架要素
２０  減衰ユニット
２２  接続要素
２４  運動変換ユニット
２６  ボア
２８  スリーブ要素
３０  ゼロ軸
３２  ばね要素
３４  調整ユニット
３６  アクチュエータ
３８  電気粘性ダンパ
４０  制御ユニット
４２  センサ
４４  ゲーム機
４６  ハンドル
４８  運動方向
５０  運動方向
５２  フレーム
５４  プーリ
５６  ねじれ解除ユニット
５８  付加的なダンパ要素  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2016503317.tif 000007
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