EP3878419A2 - Bewegungssimulator und verfahren zur bewegungssimulation mit diesem bewegungssimulator - Google Patents

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EP3878419A2
EP3878419A2 EP21161418.5A EP21161418A EP3878419A2 EP 3878419 A2 EP3878419 A2 EP 3878419A2 EP 21161418 A EP21161418 A EP 21161418A EP 3878419 A2 EP3878419 A2 EP 3878419A2
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EP
European Patent Office
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movement
riding
camshafts
seat
horse
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Björn Strehl
Anke Imholze
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Original Assignee
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    • A61H2203/04—Position of the patient
    • A61H2203/0425—Sitting on the buttocks

Definitions

  • the invention relates to a movement simulator for riding therapy with a seat surface that simulates a horse's back with a riding direction and a pivot axis arranged centrally in the riding direction, the seat surface being formed from individual ribs extending transversely to the pivot axis, which are moved by means of rotationally driven camshafts arranged below the seat surface .
  • the invention relates to a method for the movement simulation of a riding therapy for a patient on a seat with a seat surface simulating a horse's back with a riding direction, wherein for the movement simulation the movement in a first movement component, which oscillates about a pivot axis in the riding direction, and a second movement component, which swings around a horizontal seesaw axis transversely to the riding direction, is dissolved, and the seat surface, which simulates a horse's back, twists elastically.
  • riding therapy is a form of physiotherapeutic treatment based on a neurophysiological basis.
  • the riding therapy aims to minimize neuromotor, sensorimotor and psychosomatic functional disorders and neurological movement disorders.
  • the functional disorders also affect healthy areas of the body.
  • Such a riding simulator is from the US 2009/0005186 A1 known, in which a fixed seat shaped as a saddle is arranged pivotably and movably.
  • a first drive is provided for a periodic back and forth movement in the riding direction.
  • Another drive is used to be able to tilt the rigid riding seat forward and backward about a horizontal but perpendicular axis to the riding direction.
  • This drive also drives an eccentric, which causes a pivoting movement to the left and right about the axis of the riding direction.
  • the GB 2 317 350 A shows a riding training device in which a camshaft driven by an electric motor can tilt the fixed riding saddle about an axis oriented horizontally and perpendicular to the riding direction.
  • a riding training device in which a seat surface that is rigidly arranged on a frame is formed by moving the frame about two pivot axes via an eccentric driven by an electric motor, namely once a pivot axis horizontal and perpendicular to the riding direction and a pivot axis in the riding direction to simulate the riding movement .
  • the US 6,616,456 B1 shows a device for carrying out horse therapy, in which the horse's movement is simulated in three dimensions, in turn, with pivoting, tilting and twisting of a fixed seat.
  • camshafts are arranged on both sides parallel to the pivot axis as a left and a right camshaft, with cams resting on the camshafts for each rib, which support each rib and can pivot individually about the pivot axis, and that the flexible seat with the Both camshafts form a rocker, which is designed to be swiveled back and forth in the riding direction about a rocker axis arranged horizontally and transversely to the swivel axis, a very complex, spatial / temporal movement of the horse's back can be simulated, so that the movement felt by the patient is very close to an actual one Horseback movement when riding comes. Accordingly, the neuro-sensory stimuli are practically identical to conventional, complex riding therapy.
  • a third camshaft is provided parallel to the left and right camshafts, with at least two cam disks sitting on the third camshaft, which support the rocker on both sides of the horizontal rocker axis and pivot when it is rotationally driven, the pivoting back and forth in the riding direction around the rocker axis can be done by this third camshaft can be triggered and controlled.
  • the rocker actuation of the seat surface generates an upward and downward movement in a technically simple design around the rocker axis, which corresponds to the real sequence of movements of a horse running at a step.
  • a first servomotor which drives the left and right camshafts synchronously with one another via a V-belt.
  • the rocker is designed to be drivable by the first servomotor via the V-belt in synchronism with the left and right camshafts. This means that all three camshafts lying next to one another can be driven by one motor and thus operated synchronously with one another with a fixed phase relationship.
  • rocker movement about the rocker axis takes place with a separate drive, that is, not together with the first servomotor.
  • the two movement components can be operated in different phase positions to one another or completely asynchronously.
  • a second servomotor is provided for this, which drives the rocker.
  • the seat has eight to twelve ribs, each rib being supported on a cam at both ends, the horse's back is provided in a realistic replica with reasonable effort.
  • the body heat of a real horse's back can be simulated in addition to a preferably realistic shape of the seat surface that simulates a horse's back, possibly also with a fur-like surface.
  • the therapeutic success can be supported accordingly.
  • the above-mentioned object is achieved in that at least three support points are used on both sides next to the pivot axis for the seat which simulates a horse's back and which periodically move up and down to generate the first movement component move.
  • the flexible seat surface is thus twisted and / or arched in a wave-like manner during the movement simulation, so that considerably more complex movement sequences are simulated, which result in a large number of movement stimuli to be compensated for the person to be treated during the riding simulation.
  • the support points can be formed by actuators on both sides of the pivot axis, so that the seat surface, which simulates a horse's back, can be twisted in very different movement patterns.
  • the actuators can be actuated electrically, pneumatically and / or hydraulically.
  • each actuator can carry out individual movements that, for example, overall simulate the movement of a horse's back of a horse running at a step, recorded for example on a real horse at a large number of observation points and then this recorded movement in the form of activation the actuators is simulated in a spatially and temporally complex manner. Any movement, necessarily not periodic and also not at the same frequency, is possible.
  • the up and down movements of the first movement component take place at the same frequency.
  • the support points can be triggered periodically and at the same frequency by corresponding actuators and / or rotating shafts with seated cams.
  • This movement corresponds to a horse running evenly on smooth ground without surprising, i.e. unpredictable compensatory movements, such as those that occur, for example, with uneven ground in the terrain.
  • this basic form of movement is particularly harmonious and therefore desirable for many forms of therapy.
  • the first movement component is periodically generated by camshafts equipped with cams rotating under the seat surface, the flexible seat surface being twisted by a multitude of support points on the cams of the rotating camshafts.
  • the second Movement component also generated periodically, the first and second movement components being driven synchronously with one another.
  • a resolution of the motion simulation into two motion components that oscillate around two mutually perpendicular axes is from the US 2009/0005186 A1 as well as the US 2007/0238579 A1 known, but always with fixed saddles, i.e. without replicating the complex movements of a horse's back.
  • the movement of a horse's back of a horse running at a step is recorded at a large number of observation points and this recorded movement is reproduced in a complex spatial-temporal manner through the shape of the cams and their position on the camshafts.
  • This makes it possible to simulate a real movement of a horse's back on a movement simulator in such a way that a complex, twisting and undulating seat surface is created and its movement sequence can be called up again and again.
  • Fig. 1 shows a movement simulator for riding therapy with a seat 1, the seat 1 having a seat surface 11 which, in the exemplary embodiment shown here, is formed from eight individual, flexible ribs 12, as shown in particular in FIG Fig. 2 can be seen.
  • the seat surface 11 is flat and rectangular, the ribs 12 being oriented perpendicular to the riding direction X and a pivot axis 13 being provided below the seat surface 11, centrally to the seat surface and parallel to the riding direction X.
  • the ribs 12 are attached to this pivot axis 13 in such a way that the ribs 12 can be pivoted about the pivot axis 13 independently of one another.
  • the seat 1 has a base plate 3 which rests on a pad (not shown here), for example a chair frame, so that a person sitting on the seat 1 in the splay seat can freely hang their legs to the right and left of the seat 11.
  • a rocker axis 31 arranged horizontally but perpendicular to the riding direction X is provided above the base plate 3.
  • An intermediate plane 2 is pivotably arranged about the rocker axis 31. The rocking about the rocker axis 31 simulates an up and down movement that occurs during step riding.
  • two camshafts namely a right camshaft 21 and a left camshaft 22, are arranged parallel to the pivot axis 13, that is to say also parallel to the riding direction X.
  • the two camshafts 21, 22 each have a belt pulley 44 at one end, around which a common V-belt 43 rotates.
  • a drive means 4 in the form of an electric servomotor 41 is arranged centrally between the two belt pulleys 44 and has a belt drive pulley 45 by which the V-belt 43 is driven via the belt pulleys 44.
  • cam disks 24 are placed, which in the illustrated embodiment are each arranged under the end regions of the eight ribs 12. Due to the shape of the cams 24 lying on the camshaft 21, 22, a change in height is achieved by pivoting the respective rib 12 about the pivot axis 13. At the point at which the respective rib 12 touches the cam 24, a roller 14 is preferably attached in each case for low-friction support. These rollers 14 thus follow the surface of the respective rotating cam 24 and adjust the rib 12 located above it. The lateral inclination that occurs when riding at stride is simulated with the aid of these cams 24 on the seat surface 11.
  • the two cams 24 assigned to a rib 12, which are located below the end regions of the rib 12 under consideration, once on the right and once on the left, are designed in such a way that, for example, when moving downwards On the left side, a corresponding upward movement is compensated for on the right side, so that the rib 12 pivots about the pivot axis 13 and nevertheless rests on the respective cam 24 at both end regions and remains in contact with the roller 14 arranged there. In this way, the entire seat surface 11 is completely supported despite the variable adjustability.
  • a third camshaft 23 is arranged parallel and below the pivot axis 13 on the intermediate level or rocker 2, with two cams 24 each spaced apart on this camshaft 23 sit on the rocker axis 31, which act together in a supporting manner with the base plate 3 or rollers 14 arranged there.
  • the two cams 24 of the third camshaft 23 are arranged in such a way that a "mountain” of one cam 24 faces a “valley” on the other cam 24, so that the entire intermediate plane (rocker) 2 is around the rocker axis 31 with appropriate support both cams 23 can pivot on the base plate 3 via the rollers 14.
  • the third camshaft 23 has a pulley 44 at one end. Through the joint drive of the third camshaft 23 with the V-belt 43, the fixed phase assignment for the lateral movement (first movement component) to this up and down movement (second movement component) is ensured.
  • the required movements namely the first movement component - corresponding to the lateral inclination of the horse - and the second movement component - corresponding to the upward and downward movement in riding direction X - are driven by the drive means 4.
  • the electric servomotor 41 drives the V-belt 43 via the drive pulley 45, so that the revolving V-belt 43 drives the pulleys 44 of the three camshafts 21, 22 and 23 synchronously with one another.
  • This drive ensures the fixed phase relationship between the left and right camshafts 21, 22 and the third camshaft 23.
  • the upward and downward movement via the rocker shaft 31 can also be carried out by the first servomotor 41 via a mechanical function, for example via a corresponding one on the drive pulley 45 of the first servomotor 41 articulated connecting rod are executed.
  • two servomotors are conceivable as drive means 4, with a second servomotor adjusting the intermediate level (rocker) 2 to the base plate 3 around the rocker axis 31 in order to simulate the up and down movement of the horse in the riding direction X. Since this movement is also to be carried out synchronously with the lateral inclination (first movement component), the two servomotors 41, 42 are thus electrically synchronized.
  • the seat 11 is equipped with a flexible, padded surface that simulates the shape of a horse's back. Furthermore, a seat heating system can be inserted in this flexible upholstery to simulate the body heat of the horse. The heating can be done electrically, for example, similar to seat heating in a motor vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bewegungssimulator für eine Reittherapie mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche (11) mit einer Reitrichtung (X) und mittig in Reitrichtung (X) angeordneter Schwenkachse (13), wobei die Sitzfläche (11) aus einzelnen, sich quer zur Schwenkachse (13) erstreckenden Rippen (12) gebildet ist, die mittels unterhalb der Sitzfläche (11) angeordneten, drehangetriebenen Nockenwellen bewegt werden, wobei die Nockenwellen beidseitig parallel zur Schwenkachse (13) als eine linke und eine rechte Nockenwelle (21, 22) angeordnet sind, wobei für jede Rippe (12) auf den Nockenwellen (21, 22) aufsitzende Nocken (24) vorgesehen sind, die jede Rippe abstützt und individuell um die Schwenkachse (13) verschwenken kann, und dass die flexible Sitzfläche (11) mit den beiden Nockenwellen (21, 22) eine Wippe bildet, die um eine horizontal und quer zur Schwenkachse (13) angeordnete Wippenachse (31) in Reitrichtung (X) hin- und herschwenkbar ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Verfahren zur Bewegungssimulation einer Reittherapie für einen Patienten auf einem Sitz (1) mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche (11) mit einer Reitrichtung (X), insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Bewegungssimulator.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Bewegungssimulator für eine Reittherapie mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche mit einer Reitrichtung und mittig in Reitrichtung angeordneter Schwenkachse, wobei die Sitzfläche aus einzelnen, sich quer zur Schwenkachse erstreckenden Rippen gebildet ist, die mittels unterhalb der Sitzfläche angeordneten, drehangetriebenen Nockenwellen bewegt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bewegungssimulation einer Reittherapie für einen Patienten auf einem Sitz mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche mit einer Reitrichtung, wobei zur Bewegungssimulation die Bewegung in eine erste Bewegungskomponente, die um eine Schwenkachse in Reitrichtung schwingt, und eine zweite Bewegungskomponente, die um eine horizontale Wippenachse quer zur Reitrichtung schwingt, aufgelöst wird, und wobei die einen Pferderücken nachbildende Sitzfläche sich elastisch verwindet.
  • Für Menschen mit neurologischen Bewegungsstörungen (so genannter Zerebralparese) hat sich eine Physiotherapie auf einem Therapiepferd, eine so genannte Reittherapie, bewährt. Die Reittherapie ist eine physiotherapeutische Behandlungsform, die auf einer neurophysiologischen Grundlage beruht. Durch die Reittherapie sollen neuromotorische, sensomotorische bzw. psychosomatische Funktionsstörungen und neurologische Bewegungsstörungen minimiert werden. Die Funktionsstörungen beeinträchtigen dabei auch gesunde Bereiche des Körpers.
  • Bei der Reittherapie sitzt der Patient im Spreizsitz auf dem Pferd, während das Pferd im Schritt geführt wird. Der Patient ist mit dem ganzen Körper der rhythmischen Bewegung des Pferdes ausgesetzt. Eine Verbesserung der Körperfunktionen ist durch die sich stark ähnelnden Bewegungsmuster des gehenden Menschen zum Schritt eines laufenden Pferdes möglich. Da jedoch die Reittherapie kaum von Krankenkassen finanziert wird und die Tätigkeit nur auf speziellen Pferdehöfen angeboten werden kann, besteht ein hoher Bedarf für eine jederzeit verfügbare und kostengünstigere Alternative.
  • Im Stand der Technik sind aufwendige Reitsimulatoren bekannt, auf denen Sitzschulungen und Körpertechniken für Reiter, beispielsweise zum Dressurreiten, Springreiten oder Rennreiten durchgeführt werden. Diese Reitsimulatoren sind jedoch technisch sehr aufwendig und mit einer Vielzahl von Bewegungsmöglichkeiten und Ansteuerungen versehen, um die tatsächliche Reitsituation möglichst realistisch abzubilden. Derartige Reitsimulatoren dienen somit der intensiven Schulung für professionelle Reiter.
  • Ein derartiger Reitsimulator ist aus der US 2009/0005186 A1 bekannt, bei dem ein als Sattel geformter, fester Sitz schwenk- und bewegbar angeordnet ist. Ein erster Antrieb ist für eine periodische Vor- und Rückbewegung in Reitrichtung vorgesehen. Ein weiterer Antrieb dient dazu, den starren Reitsitz um eine horizontale aber rechtwinklig zur Reitrichtung liegende Achse nach vorn und hinten kippen zu können. Von diesem Antrieb wird weiter ein Exzenter angetrieben, der eine Schwenkbewegung um die Achse der Reitrichtung nach links und rechts bewirkt. Diese drei Bewegungen simulieren überlagert dann die Reitbewegung, wobei sich der starre Reitsitz in Reitrichtung hin und her um die Reitrichtung nach links und rechts schwankend sowie um eine zur Reitrichtung senkrechte, horizontale Achse vor- und zurückkippend bewegt.
  • Die GB 2 317 350 A zeigt ein Reittrainingsgerät, bei dem eine mit einem Elektromotor angetriebene Nockenwelle den festen Reitsattel um eine horizontal und senkrecht zur Reitrichtung orientierte Achse kippen kann.
  • Eine vom möglichen Bewegungsablauf zur US 2009/0005186 A1 ähnliche Vorrichtung ist aus der US 2007/0238579 A1 bekannt, bei der jedoch der mechanische Aufbau mittels teils exzentrisch gelagerten Schwenkhebeln anders aufgebaut ist.
  • Aus der Schrift KR 20-0455457 Y1 ist ein Reittrainingsgerät bekannt, bei dem eine auf einem Rahmen in sich steif angeordnete Sitzfläche durch Bewegen des Rahmens über von einem Elektromotor angetriebene Exzenter um zwei Schwenkachsen, nämlich einmal eine Schwenkachse horizontal und senkrecht zur Reitrichtung und eine Schwenkachse in Reitrichtung zur Nachbildung der Reitbewegung ausgebildet ist.
  • Die US 6,616,456 B1 zeigt demgegenüber eine Vorrichtung zur Durchführung einer Pferdetherapie, bei der die Pferdebewegung in drei Dimensionen wiederrum mit Verschwenken, Verkippen und Verdrehen einer festen Sitzfläche simuliert wird.
  • Demgegenüber wird in der Pferdetherapievorrichtung gemäß US 2016/0296027 A1 ein flexibler Pferderücken mit flexibel miteinander verbundenen Rippen nachgebildet, wobei zwei breitere Rippen mit dazwischen und ggf. vor und dahinter angeordneten schmaleren Rippen die Rückenstruktur bilden. Die Rippen sind mittig mit einer starren, die Wirbelsäule nachbildenden Stange verbunden. An beiden Außenseiten der Rippen sind Rippenhalter vorgesehen, die die Rippen miteinander beweglich verbinden. Unterhalb der beiden breiten Rippen ist horizontal und senkrecht zur Reitrichtung jeweils eine drehangetriebene Welle mit zwei Nocken vorgesehen, womit über die vier verschieden orientierten Nocken eine Verwindung der Pferderückennachbildung erzeugt werden kann. Komplexere Bewegungen des Pferderückens können mit dieser Vorrichtung jedoch nicht nachempfunden werden.
  • Ausgehend von der US 2016/0296027 A1 ist es Aufgabe der Erfindung die Simulation der Reitbewegung, insbesondere die Bewegungen des Pferderückens in einer deutlich komplexeren räumlich-zeitlichen Nachbildung darzustellen. Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Bewegungssimulator gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zur Bewegungssimulation gemäß Anspruch 8.
  • Dadurch, dass die Nockenwellen beidseitig parallel zur Schwenkachse als eine linke und eine rechte Nockenwelle angeordnet sind, wobei für jede Rippe auf den Nockenwellen aufsitzende Nocken vorgesehen sind, die jede Rippe abstützt und individuell um die Schwenkachse verschwenken kann, und dass die flexible Sitzfläche mit den beiden Nockenwellen eine Wippe bildet, die um eine horizontal und quer zur Schwenkachse angeordnete Wippenachse in Reitrichtung hin- und herschwenkbar ausgebildet ist, kann eine sehr komplexe, räumliche/zeitliche Bewegung des Pferderückens nachgebildet werden, sodass die vom Patienten gefühlte Bewegung sehr nahe an eine tatsächliche Pferderückenbewegung beim Reiten herankommt. Entsprechend sind die neuro-sensorischen Reize praktisch identisch mit einer herkömmlichen, aufwendigen Reittherapie. Gerade die sich verwindenden, wellenartigen und/oder aufwölbenden Bewegungen auf der den Pferderücken nachbildenden Sitzfläche begründen die hohe physiotherapeutische Wirkung dieser Therapie. Die auszugleichenden Bewegungsreize dürften erheblich komplexer gegenüber denen der im Stand der Technik bekannten Reitsimulationsvorrichtungen sein.
  • Wenn eine dritte Nockenwelle parallel zu den linken und rechten Nockenwellen vorgesehen ist, wobei auf der dritten Nockenwelle mindestens zwei Nockenscheiben sitzen, die die Wippe beidseitig der horizontalen Wippenachse stützen und bei Drehantrieb verschwenken, kann das Hin- und Herschwenken in Reitrichtung um die Wippenachse von dieser dritten Nockenwelle ausgelöst und gesteuert werden. Die Wippbetätigung der Sitzfläche erzeugt eine Auf- und Abwärtsbewegung in technisch einfacher Ausgestaltung um die Wippenachse, was dem echten Bewegungsablauf eines Schritt laufenden Pferdes entspricht.
  • Um die beiden, linke und rechte Nockenwelle in fester Phasenlage zueinander antreiben zu können, ist ein erster Servomotor vorgesehen, der die linke und rechte Nockenwellen über einen Keilriemen synchron zueinander antreibt. Damit wird erreicht, dass bei einem "Tal" des Nockens am linken Ende einer Rippe am gegenüberliegenden Ende stets ein "Berg" des betreffenden anderen Nockens liegt, sodass die betreffende Rippe lediglich um die Schwenkachse verschwenkt wird und stets an den Nocken anliegt.
  • In dieser Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass die Wippe von dem ersten Servomotor über den Keilriemen synchron zu den linken und rechten Nockenwellen antreibbar ausgebildet ist. Damit können alle drei nebeneinander liegenden Nockenwellen von einem Motor angetrieben und somit synchron zueinander mit fester Phasenbeziehung betrieben werden.
  • Gegebenenfalls ist es vorteilhaft, wenn die Wippenbewegung um die Wippenachse mit einem gesonderten Antrieb, also nicht zusammen mit dem ersten Servomotor erfolgt. In diesem Falle können die beiden Bewegungskomponenten in verschiedenen Phasenlagen zueinander oder vollständig asynchron betrieben werden. Dafür ist ein zweiter Servomotor vorgesehen, der die Wippe antreibt.
  • Dadurch, dass die Sitzfläche acht bis zwölf Rippen aufweist, wobei sich jede Rippe an ihren beiden Enden jeweils auf einem Nocken abstützen, wird der Pferderücken in realistischer Nachbildung mit einem vertretbaren Aufwand bereitgestellt.
  • Wenn eine Heizung für die Sitzfläche vorgesehen ist, kann neben einer bevorzugt realistischen Formgebung der einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche, ggf. auch mit einer fellartigen Oberfläche, die Körperwärme eines echten Pferderückens nachgebildet werden. Entsprechend kann der therapeutische Erfolg gestützt werden.
  • Verfahrensgemäß wird die eingangs genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass beidseitig neben der Schwenkachse jeweils mindestens drei Abstützungspunkte für die einen Pferderücken nachbildende Sitzfläche verwendet werden, die sich zur Erzeugung der ersten Bewegungskomponente periodisch auf und ab bewegen. Somit wird die flexible Sitzfläche bei der Bewegungssimulation wellenartig verwunden und/oder aufgewölbt, sodass erheblich komplexere Bewegungsabläufe nachgebildet werden, die eine Vielzahl von auszugleichenden Bewegungsreizen für die zu therapierende Person bei der Reitsimulation ergeben. Dabei können die Abstützungspunkte durch Aktuatoren beidseitig der Schwenkachse ausgebildet sein, sodass die Verwindung der einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche in sehr stark unterschiedlichen Bewegungsmustern möglich ist. Die Aktuatoren können elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch betätigbar sein. Vorteilhaft ist bei einzeln ansteuerbaren Aktuatoren, dass jeder Aktuator individuelle Bewegungen ausführen kann, die beispielsweise insgesamt die Bewegung eines Pferderückens von einem Schritt laufenden Pferd nachbilden, die beispielsweise an einem echten Pferd an einer Vielzahl von Beobachtungspunkten aufgezeichnet und dann diese aufgezeichnete Bewegung in Form der Ansteuerung der Aktuatoren räumlich-zeitlich komplex nachgebildet wird. Dabei ist eine beliebige Bewegung, notwendigerweise nicht periodisch und auch nicht gleichfrequent möglich.
  • In bevorzugter Ausgestaltung erfolgen die Auf- und Abbewegungen der ersten Bewegungskomponente gleichfrequent. Damit können die Abstützungspunkte periodisch und gleichfrequent von entsprechenden Aktuatoren und/oder sich drehenden Wellen mit aufsitzenden Nocken ausgelöst werden. Diese Bewegung entspricht einem gleichmäßig auf glattem Grund laufenden Pferd ohne überraschende, also nicht vorhersagbare Ausgleichsbewegungen, wie sie beispielsweise bei Bodenunebenheiten im Gelände entstehen. Diese Grundform der Bewegung ist jedoch besonders harmonisch und dafür für viele Therapieformen erwünscht.
  • In weiterer Ausbildung einer gleichfrequenten Anregung wird die erste Bewegungskomponente von sich unter der Sitzfläche drehenden, mit Nocken ausgestatteten Nockenwellen periodisch erzeugt, wobei sich die flexible Sitzfläche durch eine Vielzahl von Abstützungspunkten an den Nocken der sich drehenden Nockenwellen verwindet. Ferner wird die zweite Bewegungskomponente ebenfalls periodisch erzeugt, wobei die erste und zweite Bewegungskomponente zueinander synchron angetrieben werden. Dabei ist eine Auflösung der Bewegungssimulation in zwei Bewegungskomponenten, die um zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen schwingen, zwar aus der US 2009/0005186 A1 sowie der US 2007/0238579 A1 bekannt, jedoch stets nur mit in sich festen Reitsätteln, also ohne Nachbildung der komplexen Bewegungen eines Pferderückens. Demgegenüber zeigt zwar die US 2016/0296027 A1 eine rippenartige Nachbildung eines Pferderückens mit einfacher Verwindung des Pferderückens mittels Nockenwellen, jedoch ist durch die Kombination dieser beiden Prinzipien und Vervielfachung der Abstützungspunkte unter der flexiblen Sitzfläche auf den Nocken der sich drehenden Nockenwellen eine erheblich komplexere räumliche und zeitliche Nachbildung der Pferderückenbewegung möglich. Erst diese sehr komplexe Bewegungsnachbildung erzeugt die aus Reittherapien mit echten Pferden bekannten physiotherapeutischen Fortschritte bei der Behandlung.
  • Beispielsweise wird die Bewegung eines Pferderückens von einem Schritt laufenden Pferd an einer Vielzahl von Beobachtungspunkten aufgezeichnet und diese aufgezeichnete Bewegung durch die Form der Nocken und deren Position auf den Nockenwellen komplex räumlich-zeitlich nachgebildet. Damit ist es möglich, eine reale Bewegung eines Pferderückens auf einem Bewegungsimulator so nachzubilden, dass eine komplexe, sich verwindende, und wellenförmig aufwölbende Sitzfläche erzeugt und dessen Bewegungsablauf stets wieder abgerufen werden kann.
  • Wenn durch Regeln der Drehzahl, Verdrehen der Nocken auf der Nockenwelle und/oder Austauschen von Nocken verschiedene Bewegungsmuster für Reittherapien nachgebildet werden, können auch Variationen bei der Bewegungssimulation durch einfache Steuermittel (zum Regeln der Drehzahl der Antriebsmotoren) und/oder durch Verdrehen der Nocken, also Phasenveränderung für die daraus resultierende jeweilige periodische Bewegung bereitgestellt werden. Ergänzend oder alternativ können auch die Nocken selbst ausgetauscht werden, um die Bewegungscharakteristik, bspw. die Bewegungsamplituden und Frequenzen von Oberschwingungen zu verändern.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen nachfolgend detailliert beschrieben.
  • Darin zeigt:
    • Fig. 1
    einen Bewegungssimulator in einer räumlichen Vorderansicht,
    Fig. 2
    diesen Bewegungssimulator in räumlicher Seitenansicht und
    Fig. 3
    diesen Bewegungssimulator in räumlicher Rückansicht.
  • Fig. 1 zeigt einen Bewegungssimulator für eine Reittherapie mit einem Sitz 1, wobei der Sitz 1 eine Sitzfläche 11 aufweist, die im hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus acht einzelnen, flexiblen Rippen 12 gebildet ist, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Sitzfläche 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel flächig-rechteckig, wobei die Rippen 12 senkrecht zur Reitrichtung X ausgerichtet sind und unterhalb der Sitzfläche 11 mittig zur Sitzfläche und parallel zur Reitrichtung X eine Schwenkachse 13 vorgesehen ist. An dieser Schwenkachse 13 sind die Rippen 12 so befestigt, dass sich die Rippen 12 unabhängig voneinander um die Schwenkachse 13 verschwenken lassen.
  • Der Sitz 1 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Basisplatte 3 auf, die auf einer hier nicht dargestellten Unterlage, beispielsweise einem Stuhlgestell aufliegt, sodass eine auf dem Sitz 1 im Spreizsitz sitzende Person die Beine rechts und links der Sitzfläche 11 frei herunter hängen lassen kann. Oberhalb der Basisplatte 3 ist eine horizontal aber senkrecht zur Reitrichtung X angeordnete Wippenachse 31 vorgesehen. Um die Wippenachse 31 ist eine Zwischenebene 2 schwenkbar angeordnet. Das Wippen um die Wippenachse 31 simuliert eine beim Schritt-Reiten entstehende Auf- und Abbewegung. Auf dieser
    Zwischenebene 2 sind zwei Nockenwellen, nämlich eine rechte Nockenwelle 21 und eine linke Nockenwelle 22, parallel zur Schwenkachse 13, also auch parallel zur Reitrichtung X angeordnet. Die beiden Nockenwellen 21, 22 weisen an einem Ende jeweils eine Riemenscheibe 44 auf, um die ein gemeinsamer Keilriemen 43 umläuft. Mittig zwischen den beiden Riemenscheiben 44 ist ein Antriebsmittel 4 in Form eines elektrischen Servomotors 41 angeordnet, der eine Riemenantriebsscheibe 45 hat, von der der Keilriemen 43 über die Riemenscheiben 44 angetrieben wird.
  • Auf den Nockenwellen 21, 22 sind Nockenscheiben 24 aufgesetzt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils unter den Endbereichen der acht Rippen 12 angeordnet sind. Durch die Form der auf den Nockenwelle 21, 22 liegenden Nocken 24 wird eine Höhenveränderung durch Verschwenken der jeweiligen Rippe 12 um die Schwenkachse 13 erreicht. An der Stelle, an der die jeweilige Rippe 12 die Nocke 24 berührt, ist bevorzugt jeweils eine Rolle 14 zur reibungsarmen Abstützung angebracht. Diese Rollen 14 folgen somit der Oberfläche der jeweiligen sich drehenden Nocke 24 und verstellen die darüber liegende Rippe 12. Damit wird die Seitneigung, die sich beim Schritt-Reiten ergibt, mit Hilfe dieser Nocken 24 auf der Sitzfläche 11 nachgebildet.
  • Da sich die Rippen 12 jeweils nur um eine festgelegte Schwenkachse 13 verstellen können, sind die beiden einer Rippe 12 zu geordneten Nocken 24, die unter den Endbereichen der betrachteten Rippe 12 einmal rechts und einmal links liegen, so ausgestaltet, dass beispielsweise bei einer Abwärtsbewegung auf der linken Seite eine entsprechende Aufwärtsbewegung auf der rechten Seite ausgeglichen wird, sodass sich die Rippe 12 um die Schwenkachse 13 verschwenkt und gleichwohl an beiden Endbereichen auf der jeweiligen Nocke 24 aufliegt und mit der dort angeordneten Rolle 14 in Kontakt bleibt. Damit ist die gesamte Sitzfläche 11 trotz der variablen Verstellbarkeit vollständig abgestützt.
  • Die sich um die Wippenachse 31 ergebende Auf- und Abwärtsbewegung in Reitrichtung X bildet dabei die zweite Bewegungskomponente des Schritt Reitens nach. Um die Zwischenebene 2 mit der darauf angeordneten Sitzfläche 11 in Reitrichtung X auf- und abwärts bewegen zu können, ist eine dritte Nockenwelle 23 parallel und unterhalb der Schwenkachse 13 an der Zwischenebene oder Wippe 2 angeordnet, wobei auf dieser Nockenwelle 23 zwei Nocken 24 jeweils beabstandet zur Wippenachse 31 aufsitzen, die mit der Basisplatte 3 bzw. dort angeordneten Rollen 14 abstützend zusammen wirken. Die beiden Nocken 24 der dritten Nockenwelle 23 sind dabei zueinander so angeordnet, dass einem "Berg" der einen Nocke 24 ein "Tal" an der anderen Nocke 24 gegenübersteht, sodass sich die gesamte Zwischenebene (Wippe) 2 um die Wippenachse 31 bei entsprechender Abstützung beider Nocken 23 über die Rollen 14 auf der Basisplatte 3 verschwenken kann. Die dritte Nockenwelle 23 weist an einem Ende eine Riemenscheibe 44 auf. Durch den gemeinsamen Antrieb der dritten Nockenwelle 23 mit dem Keilriemen 43 wird dabei die feste Phasenzuordnung zur Seitbewegung (erste Bewegungskomponente) zu dieser Auf- und Abbewegung (zweite Bewegungskomponente) sichergestellt.
  • Die erforderlichen Bewegungen, nämlich erste Bewegungskomponente - entsprechend der Seitneigung des Pferdes - sowie die zweite Bewegungskomponente - entsprechend der Auf- und Abwärtsbewegung in Reitrichtung X - werden mit den Antriebsmitteln 4 angetrieben. Der elektrische Servomotor 41 treibt über Antriebsscheibe 45 den Keilriemen 43 an, sodass der umlaufende Keilriemen 43 die Riemenscheiben 44 der drei Nockenwellen 21, 22 und 23 synchron zueinander antreibt. Durch diesen Antrieb ist die feste Phasenbeziehung zwischen der linken und rechten Nockenwelle 21, 22 sowie der dritten Nockenwelle 23 gewährleistet.
  • Alternativ kann die Auf- und Abwärtsbewegung über die Wippenachse 31 über eine mechanische Funktion ebenfalls vom ersten Servomotor 41, beispielsweise über eine an der Antriebsscheibe 45 des ersten Servomotors 41 entsprechend angelenkte Kurbelstange ausgeführt werden. Ferner sind zwei Servomotoren als Antriebsmittel 4 denkbar, wobei ein zweiter Servomotor die Zwischenebene (Wippe) 2 zur Basisplatte 3 um die Wippenachse 31 verstellt, um die Auf- und Abwärtsbewegung des Pferdes in Reitrichtung X nachzubilden. Da auch diese Bewegung synchron zu der Seitneigung (erste Bewegungskomponente) auszuführen ist, sind die beiden Servomotoren 41, 42 somit elektrisch synchronisiert.
  • In weiterer (nicht dargestellter) Ausführung ist die Sitzfläche 11 mit einer flexiblen, gepolsterten Oberfläche ausgestattet, die die Form eines Pferderückens nachbildet. Weiter kann in dieser flexiblen Polsterung eine Sitzflächenbeheizung zur Nachbildung der Körperwärme des Pferdes eingefügt sein. Die Beheizung kann beispielsweise elektrisch erfolgen, ähnlich einer Sitzheizung im Kraftfahrzeug.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sitz
    11
    Sitzfläche
    12
    Rippe
    13
    Schwenkachse
    14
    Rolle
    2
    Zwischenebene, Wippe
    21
    rechte Nockenwelle
    22
    linke Nockenwelle
    23
    dritte Nockenwelle
    24
    Nocke
    3
    Basisplatte
    31
    Wippenachse
    4
    Antriebsmittel
    41
    Servomotor
    43
    Keilriemen
    44
    Riemenscheibe
    45
    Antriebsscheibe
    X
    Reitrichtung

Claims (11)

  1. Bewegungssimulator für eine Reittherapie mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche (11) mit einer Reitrichtung (X) und mittig in Reitrichtung (X) angeordneter Schwenkachse (13), wobei die Sitzfläche (11) aus einzelnen, sich quer zur Schwenkachse (13) erstreckenden Rippen (12) gebildet ist, die mittels unterhalb der Sitzfläche (11) angeordneten, drehangetriebenen Nockenwellen bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwellen beidseitig parallel zur Schwenkachse (13) als eine linke und eine rechte Nockenwelle (21, 22) angeordnet sind, wobei für jede Rippe (12) auf den Nockenwellen (21, 22) aufsitzende Nocken (24) vorgesehen sind, die jede Rippe abstützt und individuell um die Schwenkachse (13) verschwenken kann, und dass die flexible Sitzfläche (11) mit den beiden Nockenwellen (21, 22) eine Wippe bildet, die um eine horizontal und quer zur Schwenkachse (13) angeordnete Wippenachse (31) in Reitrichtung (X) hin- und herschwenkbar ausgebildet ist.
  2. Bewegungssimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Nockenwelle (23) parallel zu den linken und rechten Nockenwellen (21, 22) vorgesehen ist, wobei auf der dritten Nockenwelle (23) mindestens zwei Nockenscheiben sitzen, die die Wippe beidseitig der horizontalen Wippenachse (31) stützen und bei Drehantrieb verschwenken.
  3. Bewegungssimulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Servomotor (41) vorgesehen ist, der die linke und rechte Nockenwellen (21, 22) über einen Keilriemen (43) synchron zueinander antreibt.
  4. Bewegungssimulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe von dem ersten Servomotor (41) über den Keilriemen (43) synchron zu den linken und rechten Nockenwellen (21, 22) antreibbar ausgebildet ist.
  5. Bewegungssimulator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Servomotor (42) vorgesehen ist, der die Wippe antreibt.
  6. Bewegungssimulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzfläche (11) acht bis zwölf Rippen (12) aufweist, wobei sich jede Rippe an ihren beiden Enden jeweils auf einem Nocken (24) abstützen.
  7. Bewegungssimulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizung für die Sitzfläche (11) vorgesehen ist.
  8. Verfahren zur Bewegungssimulation einer Reittherapie für einen Patienten auf einem Sitz (1) mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche (11) mit einer Reitrichtung (X), insbesondere mit einem Bewegungssimulator nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    - wobei zur Bewegungssimulation die Bewegung in eine erste Bewegungskomponente, die um eine Schwenkachse (13) in Reitrichtung (X) schwingt, und eine zweite Bewegungskomponente, die um eine horizontale Wippenachse (31) quer zur Reitrichtung (X) schwingt, aufgelöst wird, und
    - wobei die einen Pferderücken nachbildende Sitzfläche (11) sich elastisch verwindet,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    beidseitig neben der Schwenkachse (13) jeweils mindestens drei Abstützungspunkte für die einen Pferderücken nachbildende Sitzfläche (11) verwendet werden, die sich zur Erzeugung der ersten Bewegungskomponente periodisch auf und ab bewegen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auf- und Abbewegungen der ersten Bewegungskomponente gleichfrequent erfolgen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungskomponente von sich unter der Sitzfläche (11) drehenden, mit Nocken ausgestatteten Nockenwellen (21, 22) periodisch erzeugt wird, wobei sich die flexible Sitzfläche (11) durch eine Vielzahl von Abstützungspunkten an den Nocken der sich drehenden Nockenwellen verwindet, die zweite Bewegungskomponente periodisch erzeugt wird und wobei die erste und zweite Bewegungskomponente zueinander synchron angetrieben werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch Regeln der Drehzahl, Verdrehen der Nocken auf der Nockenwelle und/oder Austauschen von Nocken verschiedene Bewegungsmuster für Reittherapien nachgebildet werden.
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