DE102005003381A1

DE102005003381A1 - Ergänzungsvorrichtung für Fitnessgeräte

Info

Publication number: DE102005003381A1
Application number: DE200510003381
Authority: DE
Inventors: Bernhard Lang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2006-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur universellen Ergänzung eines Fitnessgeräts (1) zum Simulator mit mindestens einer universell anbringbaren Erfassungseinrichtung (5, 6) zur Erfassung der Betätigungsparameter des Fitnessgeräts, mindestens einer Verarbeitungseinheit (8) zur Verarbeitung der von der Erfassungseinrichtung erfassten Betätigungsparameter und mindestens einer Simulationseinrichtung (10), insbesondere Anzeigeeinheit zur Simulation einer Betätigungsumgebung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ergänzungsvorrichtung für Fitnessgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Betrieb.

Fitnessgeräte, wie Hometrainer, Ergometer, Laufrollen für Fahrräder, Laufbänder, Rudergeräte und dergleichen sind seit langem bekannt. Mit diesen Fitnessgeräten lassen sich verschiedenste Bewegungssportarten, wie Fahrradfahren, Laufen, Rudern und dergleichen simulieren und zu jeder Jahreszeit in angenehmer Atmosphäre ausüben und trainieren.

Nachteilig ist jedoch, dass bei der Ausübung des Sports an einem derartigen Fitnessgerät die natürliche Umgebung fehlt, die für viele einen großen Reiz bei der sportlichen Betätigung darstellt. Ohne die Veränderungen in der Landschaft, die bei Bewegungssportarten üblicherweise stattfinden, besteht die Gefahr der Langeweile. Aus diesem Grund fehlt die Akzeptanz von Fitnessgeräten bei vielen Sportlern.

Zwar sind bereits Fitnessgeräte bekannt, die als vollständige Simulatoren ausgebildet sind bzw. durch gleichzeitige Darstellung einer realen oder fiktiven Umgebung eine umfangreiche Simulation ermöglichen. Allerdings sind diese Simulatoren aufwändig gestaltet und für den Privatanwender, insbesondere wenn er verschiedene Fitnessgeräte nutzen möchte, nicht wirtschaftlich einsetzbar.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine einfache Möglichkeit zu schaffen den Simulationsgrad insbesondere auch für bereits existierende Fitnessgeräte zu erhöhen, wobei eine universelle Verwendbarkeit angestrebt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer universell einsetzbaren Ergänzungsvorrichtung für Fitnessgeräte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Nach der Erfindung ist es in einfacher Weise möglich, ein Fitnessgerät zu einem vollwertigen Simulator aufzurüsten, indem eine Ergänzungsvorrichtung bereit gestellt wird, welche eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Betätigungsparametern des Fitnessgeräts, eine Simulationseinrichtung zur Simulation von Umgebungsbedingungen, insbesondere eine Anzeigeeinheit zur Darstellung von Videodaten und eine Verarbeitungseinheit zur Beeinflussung der Simulationseinrichtung in Abhängigkeit von den von der Erfassungseinrichtung erfassten Betätigungsdaten aufweist. Die Anzeigeeinheit kann vorzugsweise ein Monitor, ein Bildschirm oder ein Projektor mit einer Leinwand oder Teile davon sein. Insbesondere ist es auch möglich, dass die Simulationseinrichtung bzw. die Anzeigeeinheit lediglich eine Schnittstelle mit Mitteln zur Bereitstellung von Signalen oder Daten an der Schnittstelle ist, so dass ein handelsüblicher Fernseher als Anzeigegerät genutzt werden kann.

Vorzugsweise ist die Erfassungseinrichtung durch einen Magnetkontaktschalter gebildet, womit in einfacher Weise Betätigungsdaten bzw. -parameter, wie beispielsweise Betätigungsfrequenz und/oder -geschwindigkeit erfasst bzw. generiert werden können.

Statt einer Erfassungseinrichtung können auch mehrere Erfassungseinrichtungen vorgesehen sein und/oder die Erfassungseinrichtung(en) können mehrere Möglichkeiten der Datenerfassung abdecken, wie Tastaturen, Lesegeräte, Speicherlesemittel, Mikrofone usw. oder sonstige Sensoren, wie Pulsmesser etc..

So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit vorgesehen weitere Daten, wie zeitlich veränderliche oder unveränderliche Nutzerdaten und/oder Daten oder Parameter des verwendeten Fitnessgeräts der Verarbeitungseinheit zur Verfügung zu stellen. Hierzu sind zu nennen Körpergewicht, Puls, Herzfrequenz und dgl. des Nutzers, oder Widerstandswerte des Fitnessgeräts, oder Angaben zu Durchmesser und Umfang von Schwungscheiben, Schiebeweg bei Rudergeräten. Länge von Laufbändern und dergleichen.

Mit diesen zusätzlichen Daten kann die Verarbeitungseinheit auf der Anzeigeeinheit Zusatzinformationen darstellen, wie verbrauchte Energie, zurückgelegter Weg und dgl. mehr.

Vorzugsweise ist die Verarbeitungseinheit ein Computer oder eine Spielkonsole, die programmtechnisch entsprechend eingerichtet ist, um die Verarbeitung der erfassten Daten zur Beeinflussung der Simulationseinrichtung vorzunehmen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind Speichermittel vorgesehen, um einerseits die erfassten Daten zu speichern und andererseits die Steuerdaten für die Simulationseinrichtung zu speichern oder Anzeigegrundinformationen aufzunehmen, wie hinterlegte Video- und/oder Streckendaten, wie Länge, Höhendifferenz oder dgl. einer realen oder einer virtuell erzeugten Umgebung, wobei insbesondere auch die Verarbeitungseinheit virtuelle Umgebungen erzeugen kann.

Die Verarbeitungseinheit kann in Abhängigkeit der erfassten Betätigungsdaten des Fitnessgeräts die gespeicherten Anzeigegrundinformationen und/oder Zusatzinformationen, wie erfasste Nutzerdaten zur Anzeige bringen oder in Abhängigkeit der erfassten Betätigungsparameter synchron eine virtuelle Umgebung erzeugen.

Insbesondere ist es möglich beispielsweise bei erhöhter Betätigungsfrequenz die Anzeigegeschwindigkeit der Umgebung, z.B. einer Rennstrecke zu erhöhen. Vorzugsweise kann die Relation zwischen Betätigungsfrequenz oder -geschwindigkeit zu der Simulation oder Anzeige 1:1 zu realen Verhältnissen eingestellt sein. Es ist aber auch möglich andere Verhältnisse, wie eine Beschleunigung oder Verlangsamung vorzusehen, z.B. Übersetzungen von 3:1 oder 2:1. Bevorzugt sind Übersetzungen im Bereich von 5:1 bis 1:5.

Bei steuer- oder regelbaren Fitnessgeräten, bei denen beispielsweise eine bestimmte Strecke mit Steigungen, Gefällen und dgl. einstellbar ist, ist es auch möglich die Simulation mit der Widerstandsregelung zu synchronisieren. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Steuerungsdaten des Fitnessgeräts über eine geeignete Schnittstelle ausgelesen werden und der Verarbeitungseinheit zur Verfügung gestellt werden. Dies ist auch in einfacher Weise dadurch möglich, dass die Anzeigegrundinformationen auf die in den Fitnessgeräten abgespeicherten Streckennachbildungen angepasst werden, wobei solche Daten in einfacher Weise auf Speichermitteln wie CD's, DVD's oder dergleichen zur Verfügung gestellt werden können.

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung deutlich. Die einzige Figur hierzu zeigt in rein schematischer Weise einen Hometrainer oder Ergometer mit der erfindungsgemäßen Ergänzungseinrichtung.
Die Figur zeigt einen Hometrainer 1 mit einem Gestell, an dem ein Sattel 3 und ein Lenker 2 angeordnet sind. Ferner ist eine Tretkurbel 11 vorgesehen, an der Pedale 12 angeordnet sind. Mittels der Tretkurbel 11 wird eine Schwungscheibe oder ein Schwungrad 4 bewegt, welches beispielsweise über eine Wirbelstrombremse (nicht gezeigt) oder in sonstiger Weise gebremst wird, um einen Widerstand auszuüben. Auf diese Weise kann der Nutzer des Hometrainers 1 Energie zur Betätigung des Hometrainers aufwenden und einen Trainingseffekt erzielen. Durch unterschiedliche Einstellung der Bremswirkung beispielsweise über ein Steuerungsgerät oder einen Steuerungscomputer des Hometrainers (nicht gezeigt) kann die Widerstandskraft für den Nutzer variiert werden. Beispielsweise lassen sich bei modernen Hometrainern in der Steuerung Streckenprofile hinterlegen, so dass durch unterschiedliche Bremswirkung und entsprechende Widerstandskräfte für die Betätigung der Tretkurbel Steigungen, Gefällstrecken, unterschiedliche Straßenbeläge und dergleichen nachgebildet werden können.
Erfindungsgemäß ist an dem Hometrainer 1 eine Ergänzungseinrichtung zum Ausbau des Hometrainers zum vollständigen Simulator vorgesehen, welche eine Erfassungseinrichtung 5, 6, eine Verarbeitungseinheit 8, eine Anzeigeeinheit 10 und entsprechende Verbindungsleitun gen oder -kabel 7, 9 umfasst. Anstelle der kabelgebundenen Verbindungen 7, 9 sind auch drahtlose Verbindungen denkbar.
Die Erfassungseinrichtung weist einen Magneten 6 auf, der am Schwungrad 4 angeordnet ist, und zwar so, dass er in Wirkverbindung mit einem Kontaktschalter 5 treten kann, wenn die Schwungscheibe 4 bewegt wird. Der Kontaktschalter 5 ist hierzu an dem Gestell des Hometrainers ortsfest, aber lösbar befestigt, und zwar so, dass der Magnet 6 sich unmittelbar im Wirkungsbereich an dem Schalter 5 vorbei bewegen kann. Auch der Magnet 6 ist vorzugsweise lösbar am Schwungrad 4 angeordnet, so dass die Ergänzungseinrichtung variabel an unterschiedlichen Hometrainern oder Fitnessgeräten nutzbar ist. Statt eines Magneten 6 können auch mehrere Magneten verteilt über den Umfang des Schwungrades 4 angeordnet werden, so dass bereits bei geringer Betätigung des Schwungrades 4 (Bruchteil einer Umdrehung) ein Kontakt mit dem Kontaktschalter 5 herstellbar ist.
Der Magnetkontaktschalter, der durch den Magneten 6 und den Kontaktschalter 5 gebildet wird, erzeugt elektrische Ausgangssignale, die über die Leitung 7 an den Computer 8 oder eine Spielkonsole übertragen werden.
Der Computer 8 dient als Verarbeitungseinheit, die programmtechnisch so eingerichtet ist, dass die Ausgangssignale des Magnetkontaktschalters 5, 6 empfangen und verarbeitet werden können. Beispielsweise kann über die Anzahl der Kontakte pro Zeiteinheit bei Voreingabe des Umfangs des Schwungrads 4 eine virtuelle Geschwindigkeit oder eine fiktive, zurückgelegte Wegstrecke bestimmt werden. Bei weiterer Hinterlegung von Voreinstellungen, wie dem Widerstandswert, oder Nutzerdaten, wie beispielsweise des Körpergewichts, kann die Verarbeitungseinheit auch die verbrauchte Energie und dergleichen bestimmen. Die während der Nutzung unveränderlichen Nutzerdaten, wie Körpergewicht oder dgl., sowie die Voreinstellungen, wie am Fitnessgerät eingestellter Widerstandswert, Schwungradumfang oder dergleichen können über Eingabegeräte, wie Tastaturen, Lesegeräte, Speichermittel (nicht gezeigt) oder vergleichbare Geräte eingegeben werden.
Darüber hinaus ist es auch möglich veränderliche Nutzerparameter, wie Puls, Herzfrequenz oder sonstige biometrische Daten, zu erfassen, wozu entsprechende Einrichtungen (nicht gezeigt), wie Sensoren, Kameras und dergleichen vorgesehen sein können. Auch diese Daten können von der Verarbeitungseinheit empfangen und verarbeitet werden.
Insbesondere ist es auch möglich alle erfassten Parameter bzw. Daten in Speichermitteln (nicht gezeigt) abzulegen und zu speichern, um sie für die Verarbeitung durch die Verarbeitungseinheit verfügbar zu halten.
Die erfindungsgemäße Ergänzungseinrichtung weist ferner eine Anzeigeeinheit 10 in Form eines Monitors oder einer Leinwand auf, die über die Leitung 9 mit der Verarbeitungseinheit 8 verbunden ist.
Die Verarbeitungseinheit 8 ist so eingerichtet, dass Videodaten zur Anzeige in der Anzeigeeinheit 10 in Speichermitteln hinterlegt sind oder erzeugt werden können. Beispielsweise kann das Video einer realen Strecke, beispielsweise einer Etappe eines Radrennens abgespeichert sein. Die Anzeige des Videos auf der Anzeigeeinheit 10 erfolgt in Abhängigkeit von den von der Erfassungseinrichtung 5, 6 erfassten Daten. Beispielsweise kann das Video schneller ablaufen, wenn durch den Magnetkontaktschalter eine Beschleunigung des Schwungrads 4 festgestellt wird. Dies kann so erfolgen, dass ein realitätsnaher Ablauf des Videos angestrebt wird oder es kann ein bestimmtes Verhältnis voreingestellt werden, so dass das Video beispielsweise schneller, z.B. im Verhältnis 3:1, abgespielt wird als die tatsächliche Fahrleistung des Nutzers des Hometrainers ist, um so die Geschwindigkeit eines leistungsstärkeren Fahrers zu simulieren.
Auf der Anzeigeeinheit 10 können zudem weitere Daten, wie zurückgelegte Wegstrecke, maximale und minimale Geschwindigkeit oder aktuelle Geschwindigkeit angezeigt werden.
Sofern es sich um ein geregeltes oder gesteuertes Fitnessgerät handelt, bei dem das Nachfahren bestimmter Strecken möglich ist, können diese Daten über eine Schnittstelle (nicht gezeigt) in das Verarbeitungsgerät 8 ausgelesen oder über sonstige Eingabegeräte eingegeben werden, so dass die Verarbeitungseinheit diese Daten bei der Anzeige berücksichtigen und mit den von der Erfassungseinrichtung erfassten Daten synchronisieren kann. Auf diese Weise ist es möglich dem Nutzer des Hometrainers 1 das Durchfahren einer realen Strecke zu simulieren, wobei entsprechend seiner Fahrleistung die reale Strecke auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden kann. Der Nutzer sieht also seine Fahrleistung auch optisch durch den auf der Anzeigeeinheit zurückgelegten Weg.
Die universelle Verwendung der erfindungsgemäßen Ergänzungseinrichtung kann auch dadurch gewährleistet werden, dass Streckenprofile von bekannten Hometrainern auf Speichermitteln als Videodaten zur Verfügung gestellt werden, die dann als Basis für die Verarbeitungseinheit zur Darstellung der Simulation auf der Anzeigeeinheit 10 dienen, so dass lediglich die Erfassungseinrichtung in Form des Magnetkontaktschalters 5, 6 an dem vorhandenen Hometrainer 1 oder Fitnessgerät angeordnet werden muss.

Claims

Vorrichtung zur universellen Ergänzung eines Fitnessgeräts (1) zum Simulator gekennzeichnet durch mindestens eine universell anbringbare Erfassungseinrichtung (5, 6) zur Erfassung der Betätigungsparameter des Fitnessgeräts, mindestens einer Verarbeitungseinheit (8) zur Verarbeitung der von der Erfassungseinrichtung erfassten Betätigungsparameter und mindestens einer Simulationseinrichtung (10), insbesondere Anzeigeeinheit zur Simulation einer Betätigungsumgebung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung einen Magnetkontaktschalter (5, 6) aufweist, der an dem Fitnessgerät so anbringbar ist, dass die Betätigung des Fitnessgeräts (1) erfasst werden kann, insbesondere die Betätigungsfrequenz und -geschwindigkeit, wobei die Erfassungseinrichtung ein Datenausgangssignal, insbesondere elektronisches Ausgangssignal bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkontaktschalter (5, 6) so ausgebildet ist, dass er mindestens einen Magneten (6) umfasst, der an einem beweglichen Teil des Fitnessgeräts (1), insbesondere an einer Schwungscheibe (4), einem Rad, einer Tretkurbel, an Pedalen, an Ruderriemen, einem Laufband oder dergleichen, oder einem benachbart dazu angeordneten feststehenden Teil des Fitnessgeräts befestigbar ist, wobei der zugehörige Schalter (5) so an einem entsprechend korrespondierenden feststehenden oder beweglichen Teil des Fitnessgeräts anbringbar ist, dass beim Vorbeibewegen des Magneten am Schalter ein elektrischer Impuls erzeugt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, die während der Nutzung veränderliche und uveränderliche Nutzerdaten, wie biometrische Daten, Puls, Blutdruck, Herzfrequenz oder Körpergewicht und dergleichen erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erfassungseinrichtung Eingabegeräte, wie Tastaturen, Speicherlesemittel und dgl. und/oder Sensoren, wie Pulsmesser und dgl. umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (8) einen programmierbaren oder programmtechnisch gesteuerten Prozessor umfasst, insbesondere durch einen programmtechnisch eingerichteten Computer oder eine Spielkonsole gebildet ist, der so eingerichtet ist, dass er ein Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung empfängt und zur Steuerung der Anzeigeeinheit verarbeitet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (8) beschreibbare und/oder auslesbare Speichermittel zum Zwischenspeichern oder Ablegen von von der oder den Erfassungseinrichtungen erfassten Daten und/oder zum Speichern von Anzeigegrundinformationen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigegrundinformationen hinterlegte Videodaten und/oder Streckendaten von virtuellen und/oder realen Strecken umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (10) die Anzeigegrundinformation in Abhängigkeit von den Erfassungsdaten der Erfassungseinrichtung(en) und/oder Zusatzinformationen, wie zurückgelegte Strecke, aktuelle Geschwindigkeit des Fitnessgeräts, verbrauchte Energie des Nutzers oder dergleichen anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (10) die Anzeigegrundinformation, insbesondere ein Streckenvideo darstellt, dessen Ablauf durch die Erfassungsdaten beeinflusst wird, wobei insbesondere die Ablaufgeschwindigkeit mit der Betätigungsgeschwindigkeit oder -frequenz des Fitnessgeräts korreliert wird oder in bestimmten Übersetzungen, insbesondere im Bereich von 1:5 bis 5:1 abgespielt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (8) so eingerichtet ist, dass es die Streckeninformation des Fitnessgeräts bei der Steuerung der Anzeigeeinheit berücksichtigt, wobei insbesondere Schnittstellen vorgesehen sind, mittels der kabellose oder kabelgebundene Verbindungen mit dem Steuerungscomputer eines Fitnessgeräts herstellbar sind, so dass die Streckeninformation des Fitnessgeräts durch Datenübertragung aus dem Steuerungscomputer des Fitnessgeräts auslesbar sind und/oder die Streckeninformation des Fitnessgeräts über Eingabegeräte eingegeben wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung(en) (5, 6) über eine Fernverbindung, insbesondere Funkverbindung mit der Verarbeitungseinheit (8) verbunden ist.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch das Bereitstellen einer Betätigungseinrichtung, Bereitstellen der Ergänzungsvorrichtung an der Betätigungseinrichtung, Erfassen von Betätigungsparametern und Ausgabe von Simulationsdaten in Abhängigkeit von den erfassten Betätigungsparametern.