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1. Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf ein Handgelenkstrainingsgerät, das von einer Handfläche eines
Benutzers gehalten wird, und das einen inneren Rotor aufweist, der
vom Benutzer, der seine oder ihre Handgelenksmuskeln trainiert,
in Drehung versetzt wird, und insbesondere auf eine Datenübertragungseinrichtung,
welche an das Handgelenkstrainingsgerät angeschlossen ist, um Daten zu
erfassen und zu verarbeiten, die mit der Drehung des Rotors in Zusammenhang
stehen, und welche die Daten auf ein externes Gerät wie beispielsweise einen
Computer zur Analyse und Anzeige überträgt.
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2. Stand der
Technik
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Ein Handgelenkstrainingsgerät wird eingesetzt,
um Handgelenksmuskeln eines Benutzers zu trainieren und zu rehabilitieren.
Offensichtliche therapeutische Ergebnisse können beim Benutzer zu Rehabilitationszwecken
erzielt werden. Beispiele für Handgelenkstrainingsgeräte sind
im taiwanesischen Gebrauchsmuster Nr. 135 058 und US-Patent-Nr. 6,623,405
gezeigt, die beide Handgelenkstrainingsgeräte offenbaren, bei denen Handgelenksmuskeln einfach
durch Drehen des Handgelenkstrainingsgeräts mit dem Handgelenk trainiert
werden.
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Die herkömmlichen Handgelenkstrainingsgeräte stellen
allerdings keine Mittel zum Erfassen und Anzeigen von Daten des
Handgelenkstrainingsgeräts
zur Verfügung,
die mit der Drehung in Zusammenhang stehen, wie beispielsweise die
Anzahl der Umdrehungen, die der innere Rotor rotiert, die Rotationsgeschwindigkeit
des Rotors und die Zeit, in der mit dem Handgelenkstrainingsgerät gespielt
wird, um das Verständnis
und die: Überwachung
des persönlichen
Trainings durch den Benutzer zu erleichtern.
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Handgelenkstrainingsgeräte, die
Sensormittel aufweisen, um die Drehgeschwindigkeit des Rotors zu
erfassen, sind bereits bekannt. Allerdings wird die Erfassung mittels
eines Flüssigkristalldisplays oder
einer, auf einer lichtemittierenden Diode basierenden Anzeigevorrichtung
dargestellt, welche sperrig ist und häufig Störungen beim Betrieb des Handgelenkstrainingsgeräts durch
den Benutzer hervorruft. Zusätzlich
ist der Austausch der Anzeigevorrichtung als Ganzes erforderlich,
wenn die Anzeigevorrichtung kaputt ist oder eine Fehlfunktionen
aufweist. Dieses führt
zu zusätzlichen
Ausgaben und Schwierigkeiten.
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Darüber hinaus wird in dem herkömmlichen Handgelenkstrainingsgerät kein Datenspeicher
zur Verfügung
gestellt. Folglich können
die Betriebsbedingung des Handgelenkstrainingsgeräts und die Trainingsbedingung
des Benutzers nicht aufgezeichnet und tagtäglich für zukünftige Analysen gespeichert
werden.
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Folglich ist es wünschenswert, ein Handgelenkstrainingsgerät zur Verfügung zu
stellen, das die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Folglich ist es ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, ein Handgelenkstrainingsgerät zur Verfügung zu stellen, das eine Datenübertragungseinrichtung aufweist,
um Daten, die mit der Benutzung des Handgelenkstrainingsgeräts in Zusammenhang
stehen, zu erfassen und auf einen externen Speicher zu übertragen.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, ein Handgelenkstrainingsgerät zu Verfügung zu stellen, das eine Datenübertragungseinrichtung aufweist,
die an eine externe Datenverarbeitungs- und Speichervorrichtung,
wie beispielsweise einen Personalcomputer, ein Mobiltelefon oder
einen persönlichen
digitalen Assistenten (PDA) zur Weiterverarbeitung und Speicherung
anschließbar
ist.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, ein Handgelenkstrainingsgerät zur Verfügung zu stellen, das eine Datenübertragungseinrichtung aufweist,
welche Daten, die mit der Benutzung des Handgelenkstrainingsgeräts in Zusammenhang
stehen, auf eine externe Anzeigevorrichtung zu übertragen, um wahlweise die
Trainingsbedingung anzuzeigen.
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Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, wird
erfindungsgemäß ein Handgelenkstrainingsgerät zur Verfügung gestellt,
das eine Datenübertragungseinrichtung
aufweist, die am Handgelenkstrainingsgerät angebracht ist, um die Drehgeschwindigkeit
eines Rotors innerhalb des Handgelenkstrainingsgeräts zu erfassen
und Trainingsdaten, die mit der Drehgeschwindigkeit in Zusammenhang
stehen, auszugeben und vom Handgelenkstrainingsgerät auf ein
externes Gerät
zu übertragen.
Die Datenübertragungseinrichtung
umfasst eine Übertragungseinheit, die
an ein Gehäuse
des Handgelenkstrainingsgeräts angeschlossen
ist, und einen Sensor aufweist, um die Drehgeschwindigkeit des Rotors
zu erfassen und ein Erfassungssignal zu erzeugen, und einen Verarbeitungsschaltkreis,
der das Erfassungssignal erhält und
verarbeitet, um eine Ausgabe der Trainingsdaten zur Verfügung zu stellen,
welche die Anzahl der Umdrehungen und die Drehgeschwindigkeit umfassen. Ein Übertragungskabel
weist zum Erhalt der Trainingsdaten ein erstes Ende auf, das an
den Ausgang des Verarbeitungsschaltkreises anschließbar ist,
sowie ein zweites Ende, das an ein Gegenstück des externen Geräts anschließbar ist,
um die Trainingsdaten an das externe Gerät weiterzuleiten. Beispiele
für die
externen Geräte
umfassen einen Personalcomputer, einen persönlichen digitalen Assistenten
und ein Mobiltelefon, die einen eingebauten Speicher zur Speicherung
der Trainingsdaten und eine eingebaute Anzeigevorrichtung zur Anzeige
der Trainingsdaten aufweisen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird Fachleuten durch
das Studium der nachfolgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen deutlich werden, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Handgerätstrainingsgeräts zeigt,
das gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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2 eine
Explosionsansicht des Handgelenkstrainingsgeräts der ersten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist und einen Personalcomputer zeigt, auf den Daten, die
mit dem Betriebszustand des Handgelenkstrainingsgeräts in Zusammenhang
stehen, mittels einer Datenübertragungseinrichtung,
die in das Handgelenkstrainingsgerät eingebaut ist, übertragen
werden;
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3 ein
Blockdiagramm eines Verarbeitungsschaltkreis es der Datenübertragungseinrichtung
des Handgelenkstrainingsgeräts
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 eine
Explosionsansicht eines Handgelenkstrainingsgeräts ist, das gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, und einen Personalcomputer
zeigt, auf den Daten, die mit dem Betriebszustand des Handgelenkstrainingsgeräts in Zusammenhang
stehen, mittels einer Datenübertragungseinrichtung,
die in das Handgelenkstrainingsgeräts eingebaut ist, übertragen
werden;
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Handgelenkstrainingsgeräts gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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6 eine
Explosionsansicht des Handgelenkstrainingsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung
ist und einen Personalcomputer zeigt, auf den Daten, die mit dem
Betriebszustand des Handgelenkstrainingsgeräts in Zusammenhang stehen,
mittels einer Datenübertragungseinrichtung,
die in das Handgelenkstrainingsgerät eingebaut ist, übertragen werden;
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7 vergleichbar
mit 6 ist, aber die Datenübertragungseinrichtung
des Handgelenkstrainingsgeräts
zeigt, die an einen persönlichen
digitalen Assistenten (PDA) angeschlossen ist; und
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8 vergleichbar
mit 6 ist, aber die Datenübertragungseinrichtung
des Handgelenkstrainingsgeräts
zeigt, die an ein Mobiltelefon angeschlossen ist.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
und insbesondere auf die 1 und 2 ist an ein Handgelenkstrainingsgerät, das gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist, und das allgemein mit dem Bezugszeichen 200 versehen
ist, eine Datenübertragungseinrichtung,
die mit dem Bezugszeichen 100 versehen ist, angebracht.
Das Handgelenkstrainingsgerät 200 umfasst
ein Gehäuse,
das in seiner Gestalt im Wesentlichen kugelförmig ist, und ein oberes Gehäuseteil 210 und
ein unteres Gehäuseteil 220 aufweist,
wobei beide im Wesentlichen halbkugelförmig sind und aneinander befestigt
sind, um dadurch das kugelförmige
Gehäuse
zu bilden.
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Das obere Gehäuseteil 210 und das
untere Gehäuseteil 220 können mit
bekannten Mitteln aneinander befestigt sein. Zum Beispiel weist
das untere Gehäuseteil 220,
wie in 2 gezeigt, zwei
Halterungen 221 auf, wobei jede ein Durchgangsloch (nicht mit
Bezugszeichen versehen) festlegt. Den Halterungen 221 und
deren Durchgangslöchern
entsprechend, weist das obere Gehäuseteil 210 Verbindungsabschnitte 212 auf,
die mit den Halterungen 221 überlappen. Die Verbindungsabschnitte 212 legen
Durchgangslöcher
(nicht mit Bezugszeichen versehen) fest, die die Löcher der
Halterungen 221 im Wesentlichen ausrichten, um Befestigungsmittel (nicht
gezeigt) aufzunehmen. Alternativ dazu können die Verbindungsabschnitte 212 so
ausgebildet sein, dass sie mit den Halterungen 221 eine
Schnappverbindung eingehen, so dass Befestigungsmittel nicht länger gebraucht
werden. Andere Mittel, wie beispielsweise Klebemittel können alternativ
dazu benutzt werden, um das obere Gehäuseteil 210 und das untere
Gehäuseteil 220 miteinander
zu verbinden.
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Zwei voneinander beabstandete elastische Arme 213 sind
an einer Außenfläche des
oberen Gehäuseteils 210 ausgebildet,
um elastische Klemmmittel zur Verfügung zu stellen, die später noch
näher beschrieben
werden. Vorzugsweise ist zwischen den Armen 213 ein im
Wesentlichen kreisförmiger
Raum (nicht mit Bezugszeichen versehen) ausgebildet.
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Innerhalb des Gehäuses ist ein Haltering 230,
der im Wesentlichen einem Großkreis
der Kugel des Gehäuses
entspricht, angeordnet und dadurch fixiert, dass er teilweise zwischen
das obere Gehäuseteil 210 und
das untere Gehäuseteil 220 einschoben worden
ist. Der Haltering 230 legt diametral entgegengesetzte
und koaxial ausgerichtete Löcher
231 , 232 fest. Ein innerer Rotor 240, der ebenfalls einen im
Wesentlichen kugelförmigen
Aufbau besitzt, weist zwei koaxiale Achsen 241 auf, die
sich von entgegengesetzten Seiten des Rotors 240 erstrecken
und drehbar in den Löchern 231 , 232 des
Halterings 230 aufgenommen sind. Somit wird der Rotor 240 mittels der
Drehverbindung zwischen dem Haltering 230 und den Achsen 241 des
Rotors 240 drehbar innerhalb des Gehäuses und im Wesentlichen zwischen
dem oberen Gehäuseteil 210 und
dem unteren Gehäuseteil 220 gehalten.
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Das obere Gehäuseteil 210 legt eine Öffnung 211 fest,
die dem unteren Gehäuseteil 220 im
Wesentlichen gegenüberliegt.
Ein Draht
243 erstreckt sich durch die Öffnung 211 in das
Gehäuse
hinein. Der Rotor 240 bildet eine umlaufende Nut 242 aus, die
im Wesentlichen einem Großkreis
des Rotors 240 entspricht. Der Draht 243 wird
manuell um die Nut 242 des Rotors 240 gewickelt.
Durch kraftvolles Ziehen und somit durch Abwickeln des Drahtes 243 vom Rotor 240 treibt
die Reibkraft zwischen dem Rotor 240 und dem Draht 243 eine
anfängliche
Drehung des Rotors 240 innerhalb des Gehäuses an.
Danach kann durch Drehen des Handgelenkstrainingsgeräts 200 mit
einer Handinnenfläche
die Drehung des Rotors 240 aufrechterhalten werden und
eine lange Zeit andauern.
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Das untere Gehäuseteil 220 legt ebenfalls eine Öffnung 222 fest,
die vorzugsweise aber nicht notwendigerweise der Öffnung 211 des
oberen Gehäuseteils 210 im
Wesentlichen gegenüberliegt.
Die Datenübertragungseinrichtung 100 umfasst
eine Übertragungseinheit 10,
die eine scheibenartige Form besitzt und in der unteren Öffnung 222 aufgenommen
und dort befestigt ist, und ein Übertragungskabel 20,
das ein nächstgelegenes
Ende aufweist, welches an die Übertragungseinheit 10 angeschlossen
oder anschließbar
ist.
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Die Übertragungseinheit 10 kann
mit allen bekannten Mitteln am unteren Gehäuseteil 220 angebracht
sein, wie beispielsweise mit einem Paar elastischer Arme 1 1
, die einander entgegengesetzte hakenförmige Enden besitzen. Die Haken
der Arme 11 können
federnd in einen Flansch (nicht gezeigt) eingreifen, der innerhalb
des unteren Gehäuseteils 220 ausgebildet
ist um die Übertragungseinheit 10 am
unteren Gehäuseteil 220 anzubringen.
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Unter Bezugnahme auf 3 umfasst die Übertragungseinheit 10 einen
Verarbeitungsschaltkreis 13, der vorzugsweise in Form einer
gedruckten Leiterplatte ausgeführt
ist, und dem Rotor 240 durch die untere Öffnung 222 zugewandt
ist. Der Verarbeitungsschaltkreis 13 umfasst Sensormittel 12,
die allen bekannten und geeigneten Sensoren aufweisen können und
die auf der Leiterplatte angebracht sind und dem Rotor 240 gegenüberliegen,
um die Anzahl der Umdrehungen des Rotors 240 zu erfassen
und ein erstes elektrisches Signal oder ein Erfassungssignal 121 auszugeben,
das mit der Anzahl der Drehungen in Zusammenhang steht. Ein Beispiel
für Sensormittel 12 umfasst
photo-elektrische Erfassungseinrichtungen. Andere Einrichtungen,
die vergleichbare Funktionen bereitstellen, können alternativ eingebaut werden.
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Der Verarbeitungsschaltkreis 13 umfasst
einen Mikroprozessor 131, der einen Eingangsanschluss 131a zum
Erhalt des ersten elektrischen Signals 121 besitzt. Das
erste elektrische Signal 121, das die Information trägt, die
mit der Anzahl der Umdrehungen des Rotors 240 in Zusammenhang
steht, wird vom Mikroprozessor 131 auf Basis eines Algorithmus,
der im Mikroprozessor 131 erzeugt oder in diesen geladen
oder wahlweise geladen wird, verarbeitet, um eine aktuelle Anzahl
von Umdrehungen und zusätzlich
die Drehgeschwindigkeit des Rotors 240 zur Verfügung zu
stellen. Das Verarbeitungsergebnis des Mikroprozessors 131,
das für
den Betriebszustand des Handgelenkstrainingsgeräts 200 oder für den Trainingszustand,
der von einem mit dem Handgelenkstrainingsgerät 200 spielenden Benutzer
erreicht wird, steht, wird dann durch einen Ausgangsanschluss 131b des
Mikroprozessors 131 als zweites elektrisches Signal 131c bereit
gestellt.
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Der Verarbeitungsschaltkreis 13 umfasst
ferner einen Schnittstellenschaltkreis 132, der einen Eingang 132a aufweist,
der das zweite elektrische Signal 131c vom Mikroprozessor 131 zur
Weiterverarbeitung des zweiten elektrischen Signals 131c zu Übertragungszwecken
erhält,
und das Ergebnissignal wird durch einen Ausgangsanschluss 132b des Schnittstellenschaltkreises 132 ausgegeben.
Der Schnittstellenschaltkreis 132 kann auf Basis jedes beliebigen,
momentan erhältlichen Übertragungsstandards
konfiguriert sein, wie beispielsweise als Universal-Serial-Bus-Schnittstelle
(USB-Schnittstelle),
die in der hier dargestellten Ausführungsform eingesetzt wird.
Allerdings kann alternativ und zusätzlich eine andere Datenübertragungsschnittstelle,
wie beispielsweise die bekannte RS232-Schnittstelle eingesetzt werden.
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Das Übertragungskabel 20,
dessen nächstgelegenes
Ende mit der Übertragungseinheit 10 verbunden
ist und mit dem Ausgangsanschluss 132b des Schnittstellenschaltkreises 132 in
elektrischer Verbindung steht, weist ein entferntes Ende auf, das einen
elektrischen Stecker 21 bildet, der dem Typ des Schnittstellenschaltkreises 132 entspricht
und an ein Gegenstück,
wie zum Beispiel an eine Steckerbuchse 310, anschließbar ist,
das in einem externen Gerät,
wie beispielsweise einem Personalcomputer 300, ausgebildet
ist, zur Übertragung
der Daten auf das externe Gerät,
die mit der Trainingsbedingung in Zusammenhang stehen. In der hier
dargestellten Ausführungsform
ist der Schnittstellenschaltkreis 132 eine USB-Schnittstelle
und der elektrische Stecker 21 umfasst somit einen USB-Stecker
und die Buchse 310 des Computers 300 ist eine
USB-Steckerbuchse. Der Computer 300 erhält und speichert die Trainingsdaten
und führt
eine Analyse oder anderweitige Verarbeitung der Daten durch. Die
Analyse oder das Ergebnis der Verarbeitung durch den Computer 300 kann
auf einem Monitor des Computers 300 darstellt werden.
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Das Übertragungskabel 20 ist
wahlweise in den kreisförmigen
Raum zwischen den Armen 213 eingepasst und mittels der
Arme 213 darin befestigt. Dies kann mögliche Störungen beseitigen, die während des
Betriebs des Handgelenkstrainingsgeräts 200 durch das Kabel 20 verursacht
werden.
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Aufgrund der USB-basierten Verbindung zwischen
dem Computer 300 und der Datenübertragungseinrichtung 100 kann
die Spannung, die erforderlich ist, um die Datenübertragungseinrichtung 100 zu
betreiben, vom Computer 300 durch die USB-Verbindung zur
Verfügung
gestellt werden.
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Eine andere Schnittstelle, wie beispielsweise die
RS232-Schnittstelle kann eingesetzt werden, um die oben diskutierte
USB-Schnittstelle für
die Übertragung
der Daten zum Computer 300 zu ersetzen. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform
des Handgelenkstrainingsgeräts 200 gemäß der vorliegenden Erfindung,
bei der der Schnittstellenschaltkreis 132 eine RS232-Schnittstelle
aufweist. Das Übertragungskabel 20,
das ein nächstgelegenes
Ende aufweist, das mit dem RS232-Schnittstellenschaltkreis 132 verbunden
ist, besitzt ein entferntes Ende, das einen RS232-Stecker 21' zum selektiven
Einstecken in ein Gegenstück
in Form eines RS232-Anschlusses 310, der im Computer 300 ausgebildet
ist, bildet. In diesem Fall wird die Spannung nicht vom Computer 300 der
Datenübertragungseinrichtung 100 zur
Verfügung
gestellt, sondern es wird stattdessen eine eingebaute Spannungsquelle,
die eine elektrische Zelle 14 aufweist, auf der Leiterplatte
zur Verfügung
gestellt.
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Wenngleich das Übertragungskabel 20,
das vorher gezeigt worden ist, ein nächstgelegenes Ende aufweist,
das mit der Datenübertragungseinrichtung 100 verbunden
ist, kann das nächstgelegene
Ende des Übertragungskabels 20 lösbar befestigbar
an der Datenübertragungseinrichtung 100 ausgeführt sein, wobei
ein Beispiel dafür
in den 5 und 6 gezeigt ist, die eine dritte
Ausführungsform
des Handgelenkstrainingsgeräts 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen. In der Ausführungsform,
die in den 5 und 6 gezeigt ist, bildet das
nächstgelegene Ende
des Übertragungskabels 20 einen
elektrischen Stecker 22, der in der dort dargestellten
Ausführungsform
ein Mini-USB-Stecker ist und in ein Mini-USB-Steckergegenstück 132c,
das am Ausgangsanschluss 132b des Schnittstellenschaltkreises 132 angebracht
und mit diesen elektrisch verbunden ist, einsteckbar ist. Dies gestattet,
dass das Kabel 20 vom Handgelenkstrainingsgerät 200 wahlweise
entfernt werden kann, um unerwünschte
Störungen beim
Betrieb des Handgelenkstrainingsgeräts 200 zu vermeiden
und zu Pack- und Transportzwecken.
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Neben einem Personalcomputer 300,
der in den voranstehenden Beispielen diskutiert worden ist, können die
Trainingsdaten, die vom Handgelenkstrainingsgerät 200 erhalten werden,
auf andere externe elektronische Verarbeitungs- und Speichereinrichtungen übertragen
und darin gespeichert werden. In 7 der
anliegenden Zeichnungen dient ein persönlicher digitaler Assistent
(PDA) 400, der einen elektrischen Anschluss 410 aufweist,
der mit dem Stecker 21 am entfernten Ende des Kabels 20 verbindbar
ist, als externes Gerät,
auf das die Trainingsdaten übertragen
werden und darin gespeichert werden. Die Daten können dann auf der eingebauten
Anzeigevorrichtung des PDA 400 dargestellt werden.
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8 zeigt
ein weiteres Beispiel des Handgelenkstrainingsgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem der Stecker 21 am entfernten Ende des Übertragungskabels 20 mit
einem Anschlussgegenstück 510,
das an einem Mobiltelefon 500 ausgebildet ist, in Verbindung
steht, wodurch die Trainingsdaten im Speicher des Mobiltelefons 500 gespeichert und
vom Mobiltelefon 500 dargestellt werden können und
vom Mobiltelefon 500 weiter übertragen werden können.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Handgelenkstrainingsgerät
zur Verfügung,
das geeignet ist, Trainingsdaten auf externe Geräte, wie beispielsweise auf
einen Personalcomputer, einen PDA oder ein Mobiltelefon mittels
einer einfachen und kostengünstigen
Konstruktion zu übertragen
und darin zu speichern. Die Trainingsdaten können dann mittels der eingebauten
Anzeigevorrichtung des externen Gerätes dargestellt werden. Somit
ist auf dem Handgelenkstrainingsgerät 200 selbst kein
Display nötig.
Die Nachteile, die mit der Größe und den
Komplikationen einer zusätzlichen
Anzeigevorrichtung und eines Speichers für das Handgelenkstrainingsgeräts 200 verbunden
sind, werden effektiv beseitigt.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden
ist, ist es für
Fachleute offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen
gemacht werden können,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der
durch die anliegenden Ansprüche
festgelegt werden soll.