DE69720799T2

DE69720799T2 - Durch herzfrequenz kontrolliertes herz-lungen-intervalltraining

Info

Publication number: DE69720799T2
Application number: DE69720799T
Authority: DE
Inventors: Copen Dennis HUISH; A. Kirk BUHLER
Original assignee: Unisen Inc
Current assignee: Unisen Inc
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: ATE236687T1; CA2286154A1; EP0975396B1; AU726760B2; MXPA99009210A; US5879270A; CA2286154C; EP0975396A1; WO1998044996A1; DE69720799D1; AU4237897A; IL132294A0; JP2001523121A; BR9714703A; IL132294A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen der Steuerung von Trainingsgeräten unter Verwendung von Intervalltraining basierend auf der Erfassung der Herzfrequenz eines Benutzers.
2. Beschreibung des verwandten Fachgebietes
Die Überwachung der Herzfrequenz zur Verwendung bei Übungsgeräten jeglicher Art, Stehrädern, Liegerädern, Steppern, Laufgeräten, Rudergeräten und dergleichen, ist hinlänglich bekannt. Typischerweise wird das Bewegungstempo des Benutzers gemäß einer voreingestellten oder berechneten Herzfrequenz aufrechterhalten. Die Herzfrequenz wird oft basierend auf dem Alter, Gewicht und Geschlecht des Benutzers eingestellt.
Der Anwender beginnt den Trainingszyklus, indem er für eine vorbestimmte Zeitgröße in eine Aufwärmphase tritt, während der das Bewegungstempo nicht durch die tatsächliche überwachte Herzfrequenz gesteuert wird, außer vielleicht einer Höchstgrenze. Nach der Aufwärmphase erhöht der Anwender dann das Bewegungstempo oder die Last, während die Herzfrequenz überwacht wird. Die Last kann während der Annäherung an die Soll-Herzfrequenz gemäß verschiedener Arten von Algorithmen verändert werden. Sobald die Soll-Herzfrequenz erreicht ist, wird die Last danach verändert, um die Herzfrequenz für eine vorbestimmte Zeit oder Trainingsgröße beizubehalten. Danach wird eine Abkühltrainingsphase mit niedrigeren Bewegungsgeschwindigkeiten oder Lasten durchgeführt, während der die Herzfrequenz zurückgehen kann.
Für Sportler ist jedoch gut verständlich, dass körperliches Fitnesstraining effektiver durch Intervalltraining erreicht wird. Intervalltraining kann allgemein als Bewegung mit periodisch höheren und niedrigeren Geschwindigkeiten in einem zyklischen oder sich wiederholenden Muster beschrieben werden, so dass körperliche Ausdauer aufgebaut wird. Ein derartiges Intervalltraining basiert auf einem zyklischen Muster von körperlichen Bewegungsgeschwindigkeiten oder Trainingsbelastungen ohne Rücksicht auf die Herz-Lungen-Funktion, ist aber direkter mit dem Trainieren und Kräftigen des Skelettmuskels befasst. Die DE-A-24 28 091 beschreibt eine Trainingsvorrichtung, die für ein derartiges Intervalltraining geeignet ist.
WESEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erkennt, dass derselbe gesundheitliche Nutzen des Intervalltrainings für den Skelettmuskel für die Herz-Lungen-Gesundheit erreichbar sein könnte, wenn eine Einrichtung bereitgestellt würde, bei der die Herztätigkeit, typischerweise die Herzfrequenz, als Intervalltrainingsparameter zur Steuerung der Bewegung verwendet werden könnte. Herz-Lungen-Intervalltraining wird in der Situation praktisch, wo ein stationäres Übungsgerät eingesetzt werden kann, wie z. B. ein Fahrrad, Stepper, Laufgerät, Rudergerät und dergleichen, wo der Trainierende fest an einem einzigen Platz bleibt, so dass die Herz-Lungen-Funktion praktisch gemessen und die Trainingsumgebung auf eine Art und Weise entsprechend gesteuert werden kann, die den Anwender zwingt, die vom Intervalltraining geforderte Herz-Lungen-Trainingsweise auszuführen.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung in einer Ausführungsform ein Verfahren zum Herz-Lungen-Intervalltraining mit einem Übungsgerät mit steuerbarer Last bereit und umfasst die Schritte: Festlegen einer niedrigen Soll-Herzfrequenz und Festlegen einer hohen Soll-Herzfrequenz. Die Herzfrequenz eines Anwenders wird gemessen. Die von dem Übungsgerät an den Benutzer bereitgestellte Last wird erhöht, während gleichzeitig die Herzfrequenz des Benutzers gemessen wird. Die Erhöhung der Last wird durch die hohe Soll-Herzfrequenz begrenzt. Die von dem Übungsgerät an den Benutzer bereitgestellte Last wird abgesenkt, während gleichzeitig die Herzfrequenz des Benutzers gemessen wird. Die Absenkung der Last wird durch die niedrige Soll-Herzfrequenz begrenzt. Als Folge wird ein Intervalltraining zwischen der hohen und der niedrigen Soll-Herzfrequenz erreicht.
In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein automatisch gesteuertes Trainingslaufgerät, Trainingsfahrrad oder anderes Übungsgerät bereit, das die Herzfrequenz des Benutzers abwechselnd weiter nach oben und weiter nach unten gehen lässt, um ein Intervalltraining oder "Spurt"-Leistungstraining bereitzustellen. Das System schließt einen Mikroprozessor ein, der zum automatischen Betrieb eines Übungsgeräts programmiert ist, so dass die Herzfrequenz des Benutzers dazu gebracht wird, sich in einem Intervall zwischen einer unteren Herzfrequenz und einer oberen Herzfrequenz zu bewegen. Das Programm nimmt automatisch Anpassungen vor, um die Herzfrequenz des Anwenders abwechselnd zu erhöhen und abzusenken, wodurch ein durch die Herzfrequenz des Anwenders gelenktes Intervallkonditionstraining bereitgestellt wird.
In einer anderen Ausführungsform nimmt ein vorprogrammierter Mikroprozessor alle 20 Sekunden Laufgerätänderungen vor, die durch die erfasste Herzfrequenz des Benutzers gesteuert werden. Falls das Herzfrequenzsignal während der programmierten Steuerung abhanden kommt, hält er Geschwindigkeit und Steigung konstant, bis die Herzfrequenz wieder erhalten wird (oder bis manuelle Änderungen vom Anwender eingegeben werden). Die Geschwindigkeit wird stufenweise auf "HI SPEED" [hohe Geschwindigkeit] erhöht, gefolgt von Steigungserhöhungen von 0 bis 14%.
Diese und andere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann auf diesem Gebiet mit Bezug auf die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und Zeichnungen hierin leicht sichtbar, wobei die Erfindung jedoch nicht auf irgendeine bestimmte bevorzugte, beschriebene Ausführungsform beschränkt ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht eines Lauftrainingsgerätes, in das die Merkmale der vorliegenden Erfindung aufgenommen sind;
2 ist eine vergrößerte Ansicht der Bedienungsfeldanzeige und des Handgriff-Herzfrequenzdetektors, die in 1 gezeigt sind;
3 ist eine vergrößerte Ansicht des Bedienungsfeldes und der Anzeige gemäß 1 und 2;
4 ist ein Blockdiagramm eines Herzfrequenz-Intervallsteuerung-Trainingssystems mit den Merkmalen der Erfindung;
5 stellt ein Flussdiagramm dar, das die Arbeitsweise eines programmierten Mikroprozessors in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Perspektivansicht eines Fahrrad-Trainingsgerätes, in das die Merkmale der vorliegenden Erfindung aufgenommen sind; und
7 stellt ein Flussdiagramm dar, das die Arbeitsweise eines programmierten Mikroprozessors in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Übungsgerätes gerichtet, um eine Unter- und Obergrenze der Herzfrequenz zu erstellen und auf periodischer Basis Anpassungen an dem Gerät vorzunehmen, damit die Herzfrequenz des Anwenders zwischen den beiden Grenzwerten pendelt, bis der Anwender eine vorbestimmte Trainingsreihe abschließt. In einer Ausführungsform wird das Herz-Lungen-Intervalltraining zwischen einer hohen Soll-Herzfrequenz des Anwenders und einer vom Anwender eingestellten niedrigen Sollfrequenz mit einem Übungsgerät dadurch erreicht, dass die Last des Übungsgerätes in einem ersten vorbestimmten Verhältnis erhöht wird, bis entweder die maximale Gerätebelastung oder die hohe Soll-Herzfrequenz erreicht ist. Wenn dieses Ereignis eintritt, wird die Last dann für eine vorbestimmte Zeit auf einem konstanten Niveau gehalten. Danach wird die Last abgesenkt, bis die niedrige Soll-Herzfrequenz erreicht oder die vom Anwender eingestellte Übungsdauer abgelaufen ist. Die Herzfrequenz des Anwenders wird während der Übung vorzugsweise kontinuierlich überwacht.
Für den Fall, dass die Messung eines gültigen Herzsignals zu irgendeiner Zeit abhanden kommt, wird jegliche Erhöhung oder Absenkung der Last des Übungsgerätes beendet, bis wieder ein gültiges Herzfrequenzsignal erfasst wird. Falls das Übungsgerät ein Laufgerät ist, kann die Last durch Erhöhen oder Absenken sowohl der Geschwindigkeitsanpassung als auch der Höhenverstellung des Laufgerätes verändert werden. In der bevorzugten Ausführungsform wird zuerst die Geschwindigkeit eingestellt, bis eine vom Anwender eingestellte Höchstgeschwindigkeit erreicht ist, und danach wird die Steigung eingestellt, um die Belastungsschwankungen zu oder von der hohen und der niedrigen Soll-Herzfrequenz zu erhalten. Zur Bereitstellung des Herz-Lungen-Intervalltrainings kann die Übung zwischen der niedrigen und der hohen Soll-Herzfrequenz wiederholt werden.
1 stellt ein Trainingslaufgerät 10 dar, bei dem ein Lauf-/Schreit-Endlosband 11 automatisch gesteuert wird, um die Herzfrequenz des Benutzers abwechselnd höher und niedriger anzuregen. Mittels eines artgemäßen Beispiels wurde herausgefunden, dass eine Art "Spurt"-Leistungstraining sehr vorteilhaft ist, bei dem bewirkt wird, dass die Herzfrequenz des Anwenders abwechselnd 20 Sekunden lang ansteigt und 20 Sekunden lang abfällt. Obwohl zu Illustrationszwecken ein Lauftrainingsgerät gezeigt ist, sollte verständlich sein, dass die Übungsart und die Übungsgeräte sowie die Lastart und Mittel, durch welche diese Last an den Anwender bereitgestellt werden kann, vollkommen beliebig und nur durch die Übereinstimmung mit den folgenden Lehren begrenzt sind. Daher werden Sitz- oder Liegeräder (siehe z. B. 6), Stepper, Laufgeräte, Rudergeräte, Gewichthebevorrichtungen und Übungsgeräte aller und jeder Art, mit denen ein Benutzer in jeglicher Verfassung, fit oder behindert, seine Herz-Lungen-Funktion steigern kann, als ausdrücklich innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung betrachtet.
Wie in 1 und 2 gezeigt, schließt das Laufgerät 10 ein Paar rechtsseitige und linksseitige Handgriffe 15, 16 ein, die eingebaute Detektoren (nicht gezeigt) aufweisen, um die Herzfrequenz des Benutzers zu erfassen, wenn der Benutzer sie umgreift. Die Einrichtung, mit der die Herzfrequenz überwacht wird, ist auf keinerlei bestimmte Art und Weise beschränkt, solange sie mit den hier vorgelegten Lehren übereinstimmt. Zum Beispiel kann die Herzfrequenz durch einen beliebigen Typ eines Druckwandlers überwacht werden, der die Puls- oder Atemfrequenz oder beides erfasst und an einer beliebigen Stelle am Körper des Anwenders angebracht oder damit verbunden ist oder durch elektrophysiologische Mittel, durch die das elektrocardiographische Signal vom Anwender kontinuierlich oder periodisch zur Steuereinheit des Apparates übertragen wird. Da die Technologie der Herzfrequenzüberwachung sich in Zukunft zweifellos noch verbessert, können alle jetzt bekannten oder später erfundenen Mittel eingesetzt werden, mit denen Herzfrequenzsignale von anderen Signalen und Geräuschen unterschieden werden können. Alternativ kann die Herzfrequenz des Anwenders durch einen Brustband-Herzfrequenzmesser erfasst werden, der in Funkverbindung mit einem an den Mikroprozessor 25 angeschlossenen Empfänger steht. Das Laufgerät 10 schließt ferner eine Steuer- und Ausleseanzeigeeinheit 20 ein, deren Oberfläche 21 in der später beschriebenen 3 in vergrößerter Einzelheit gezeigt ist.
In dem schematischen Blockdiagramm der 4 ist das in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung benutzte Gesamtsteuersystem gezeigt. Die Steuerungs- und Bedienungsfeld-Anzeigeeinheit 20 ist an einen programmierten Mikroprozessor 25 gekoppelt, um sowohl Informationen von der Einheit 20 an den Mikroprozessor 25 zu liefern als auch von dem Mikroprozessor 25 generierte Informationen anzuzeigen. Außerdem liefert ein Herzfrequenz-Empfängerdetektor 26, der auf die von den Handgriffen 15 und 16 oder den Brustband-Herzdetektor erfasste Herzfrequenz anspricht, die Herzfrequenz-Impulszahl des Anwenders an den Mikroprozessor. Dieser Mikroprozessor 25 ist operativ an die Laufgerät-Geschwindigkeitssteuerung 30 gekoppelt, die den Laufgerätemotor 31 und das Endlosband 11 (1) ansteuert. Außerdem ist der Mikroprozessor 25 operativ an die Steigungssteuerung 35 des Laufgerätes gekoppelt, um die Steigung des Endlosbandes 11 anzuheben und abzusenken.
5 stellt ein Flussdiagramm dar, das die Arbeitsweise des programmierten Mikroprozessors 25 in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die bevorzugte Arbeitsweise des programmierten Mikroprozessors 25 und der Anzeigeeinheit 20 zur Bereitstellung des Herz-Lungen-Intervalltrainings wird nachstehend beispielhaft und mit Bezug auf das Flussdiagramm der 5 und die vorangehenden 1 bis 4 beschrieben.
Beispiel 1 – Arbeitsweise des Laufgeräts
AUSWAHL DER HERZFREQUENZ-INTERVALLSTEUERUNG

1. Der Benutzer drückt die HERZFREQUENZ-(HR)-Taste 40 zu JEDEM beliebigen Zeitpunkt. Bestehendes Leistungstrainingstempo und Steigung bleiben konstant.
2. Die Anzeige 21 zeigt dann 2 Sek. lang "1=HERZFREQUENZ", danach 2 Sek. lang "2=HR-STEUERUNG" und wiederholt den Zyklus, bis eine Auswahl getroffen wird. Eine Unterbrechung von 16 Sek. kehrt zum bestehenden Programm zurück.
3. Durch Drücken von "1" werden Standard-Herzfrequenz-Bereitschaftszeichen und Herzfrequenz kontinuierlich angezeigt, bis HERZ 40 wieder (aus)gedrückt wird. Im HR-Steuerungsprogramm wird dann das tatsächliche (kein intelligentes Herz) angezeigt.
4. Durch Drücken von "2" werden die Standard-Herzfrequenz-Bereitschaftszeichen angezeigt und 6 Sek. lang die tatsächliche Herzfrequenz gezeigt. Wenn die Herzfrequenzmesser 26 kein Herzfrequenzsignal erfassen, zeigt die Anzeige 4 Sek. lang "HRT-Frequenz -- -- --" und kehrt dann zum bestehenden Leistungstraining zurück.
5. Dann zeigt das Programm "ALTER =" an. Der Anwender drückt die Zifferntasten 44 auf dem Bedienfeld 21 sowie Freigabe oder Unterbrechung und akzeptiert den Eintrag. Der programmierte Mikroprozessor 25 berechnet nun einen niedrigen HR-Ausgangsparameter von "60%" aus (220-ALTER) × 60%. Wenn innerhalb von 9 Sek. kein Alter angegeben wird, verwendet der Programmstandard stattdessen die tatsächliche Herzfrequenz und zieht 10 Schläge pro Minute ab (annehmbare untere HR-Werte sind 90 bis 160 Schläge pro Minute). Wenn die Herzfrequenz beispielsweise 110 wäre, würde die Anzeige "LOW HR = 100" [untere Herzfrequenz = 100] zeigen.
6. Der niedrige HR-Wert "100" blinkt zuerst (½ Sek. an und ½ Sek. aus) 6 Sek. und bleibt 3 Sek. konstant. Der Anwender stellt den Wert unter Verwendung von +/-(Auf/Ab)-Tasten 45, 46 oder der Tasten 0–9 ein. Der Anwender drückt ENTER, oder die Totalauszeit von 9 Sek. nimmt den Anzeigewert an. Die Umschalttaste weist keine Reaktion auf. HERZ geht zum bestehenden Leistungstraining über.
7. Ausgehend von LOW HR × 1,25 [niedrige Herzfrequenz × 1,25] berechnet das Programm den hohen Herzfrequenz-Ausgangsparameter HIGH HR von "75%". Der Wert blinkt zuerst 6 Sek. und bleibt 3 Sek. konstant. Der Anwender stellt den Wert unter Verwendung der Tasten +/- oder der 0–9-Tasten 44 ein. Annehmbare obere HR-Werte sind 110 bis 180 Schläge pro Minute (bpm). Die Mindestdifferenz zwischen den Grenzwerten beträgt 20 bpm. Demzufolge kann der Anwender eine bestimmte Soll-Herzfrequenz nicht zufällig auswählen, sondern muss einen Zwischenabstand von wenigstens 20 Schlägen pro Minute wählen, wodurch seine Herzfrequenz wechselweise erhöht und abgesenkt wird. Der Anwender drückt ENTER, oder die Totalauszeit von 9 Sek. nimmt den Anzeigewert an. Anmerkung: Die SOLL-Herzfrequenzen des Laufgeräts sind LOW HR +5 und HIGH HR minus 10.
8. Die Anzeige zeigt "HI SPEED 3.0" für eine Laufgerätgeschwindigkeit von 3 Meilen pro Stunde ("5,0" für 5 km im metrischen System). "3.0" blinkt 6 Sek. und bleibt 3 Sek. konstant. Der Anwender stellt den Wert unter Verwendung der Tasten +/- oder der Tasten 0–9 ein (der Eintrag kann 2.0 bis 5.0 mph oder 3,0 bis 8,0 km/h sein). Der Anwender drückt ENTER, oder die Totalauszeit von 9 Sek. nimmt den Anzeigewert an oder zeigt den neuen HI-SPEED-Wert 3 Sek. lang an und nimmt den Wert dann an. Ein neuer HI-SPEED-Eintrag, der niedriger ist als die vorliegende Geschwindigkeit, bewirkt eine Verlangsamung der Geschwindigkeit bis zur HI-SPEED. Das HR-Steuerungsprogrammm beginnt und zeigt ein Herz mit einem Aufwärtspfeil 45 an. Wenn das Programm abnimmt, zeigt der Pfeil 46 nach unten. Wenn keine Herzfrequenz erfasst wird, wird der Pfeil durch "-- --" ersetzt.

ARBEITSWEISE DES PROGRAMMS

1. 60 Sek. AUFWÄRMPHASE. Nach Auswahl der HR-Steuerungseinträge und Annahme durch den Mikroprozessor, wie oben beschrieben, bleibt die Steigung konstant, und die Geschwindigkeit steigt auf 50% von "HI SPEED" oder nimmt die bestehende Geschwindigkeit an, je nachdem, welche größer ist. Wenn die vorliegende Geschwindigkeit größer ist als HI SPEED, sollte das Laufgerät auf HI SPEED absenken. Die Geschwindigkeit bleibt 60 Sekunden lang konstant.
2. 20 Sek. ZUWACHSÄNDERUNGEN DER LEISTUNGSPHASE (bis der hohe HR-Zielwert minus 10 erreicht oder überschritten wird). Das Programm erhöht die Geschwindigkeit zuerst in Schritten von 0.3 mph (0,5 km/h), bis die HI SPEED erreicht ist. Dann wird die Steigung in 2%-Schritten auf maximal 14% erhöht. Wenn die Herzfrequenz noch NICHT erreicht ist, bleiben Geschwindigkeit und Steigung konstant, bis der hohe HR-Zielwert minus 10 erreicht oder das Laufgerät manuell verstellt wird.
3. Die tatsächliche Herzfrequenz des Anwenders wird alle 60 Sek. für 4 Sek. angezeigt, wenn sie nicht als Herzfrequenz-Daueranzeige vorliegt.
4. 20 Sek. ABSENKUNGSÄNDERUNGEN DER LEISTUNGSPHASE (bis der niedrige HR-Zielwert +5 erreicht oder überschritten wird). Das Programm reduziert die Steigung und verlangsamt dann die Geschwindigkeit (in denselben Intervallen wie die "Erhöhungen"), wird aber nicht langsamer als 2.0 mph (3 km/h). Wenn die untere Herzfrequenz HR +5 noch NICHT erreicht ist, bleiben Geschwindigkeit und Steigung konstant. (Bei manueller Verstellung beginnen Erhöhungen von hier, wenn das Ziel erreicht IST).
5. Das Programm fügt die Leistungsdaten laufend hinzu und fasst die Leistung zusammen, wenn es durch zweimaliges Drücken von STOP oder einmal + Unterbrechung beendet wird.
6. Die LEISTUNGSZUSAMMENFASSUNG zeigt zweimal 6 Sek. lang die obere Reihe der Anzeige und dann 6 Sek. lang die untere Reihe, gefolgt von "GOOD WORKOUT" [GUTE LEISTUNG]. Drücken von STOP beendet die Zusammenfassung.
7. Drücken der Geschwindigkeit + oder – Tasten 50 oder der Ziffern-/Eingabetasten 44 oder der Steigungstasten 55 erhöht oder verringert das Leistungstempo oder die Steigung, und das Programm fährt von dort aus fort.
8. Drücken der HERZ-Taste 40 hält Geschwindigkeit und Steigung konstant und zeigt die Herzfrequenz-Bereitschaftszeichen 1 und 2 an. "1" gibt im HR-Steuerungsprogramm kontinuierlich die tatsächliche Herzfrequenz an (zum Ausschalten HERZ erneut drücken). "2" zeigt die tatsächliche Herzfrequenz und dann die Steuerprogramm-Bereitschaftszeichen an und lässt Einträge zu. Gar kein Signal "HRT RATE -- -- --" führt zum Programm zurück und hält Geschwindigkeit und Steigung konstant. Drücken von HERZ verlässt die Bereitschaftszeichen.
9. Drücken der STOP-Taste stellt die Geschwindigkeit auf 0 zurück und unterbricht das Programm für maximal 30 Sek. Erneutes Drücken von STOP (oder Unterbrechung) beendet das Programm und zeigt die Leistungszusammenfassung SUMMARY an. Drücken von START führt das Leistungstraining fort, zeigt aber die HERZ-Bereitschaftszeichenoptionen für " 2", wie zuvor.

Ein signifikantes Merkmal dieser Erfindung ist, dass der Mikroprozessor 25 der Intervallsteuerung so programmiert ist, dass der Benutzer ein dynamisches Intervalltrainingsprogramm auswählen muss, bei dem ein kontinuierlicher Wechsel der Herzfrequenz des Anwenders bewirkt wird, so dass die Herzfrequenz während des Übungsprogramms niemals eine gleichförmige Anzahl von Schlägen pro Minute erreicht. Wenn der Anwender versucht, eine Soll-Herzfrequenz einzugeben und dabei niedrige und hohe HR-Werte auswählt, die gleich sind oder sehr eng zusammenliegen, stellt sich dieses System, wie oben festgestellt, automatisch innerhalb einer voreingestellten Mindestintervalldifferenz zwischen dem hohen und niedrigen Pegel von 20 Schlägen pro Minute (bpm) fest, und Motor und Steigung werden automatisch so gesteuert, dass eine kontinuierliche Änderung der Herzfrequenz des Anwenders bewirkt wird. Während im tatsächlichen Gebrauch die Herzfrequenzänderung in jedem 40-Sek.-Zyklus typischerweise geringer ist als dieser voreingestellte Zwischenabstand, haben Wirktests gezeigt, dass sich die Herzfrequenz während jedes vollständigen 40-Sek.-Zyklus tatsächlich um ein Minimum von ca. 5 Schlägen pro Minute kontinuierlich ändert.
Beispiel 2 – Arbeitsweise des stationären Fahrrads
Die Arbeitsweise des Herzfrequenz-Intervallsteuerungssystems mit einem Trainingsfahrrad (siehe 6) ist im Wesentlichen, wie oben beschrieben, nur dass das Niveau der Widerstand eines Paars Drehpedale ist. Das Programm nimmt einen unteren und einen oberen Herzfrequenz-Sollwert an. Nach anfänglichem Aufwärmen stellt das Programm die Leistungsstufe des Tretwiderstands so ein, dass die Herzfrequenz des Anwenders abwechselnd in die Nähe des einen Sollwertes und dann zum anderen geht, wodurch ein Intervallkonditionstraining bereitgestellt wird, das von der Herzfrequenz des Anwenders geleitet wird.
Gesteuert von der Herzfrequenz des Anwenders nimmt das Programm i. a. alle 20 Sekunden Änderungen vor. Wenn die Umdrehungen pro Minute bei 40 oder darunter liegen, wird "SCHNELLER TRETEN" angezeigt, und die Leistungsstufe nimmt mit jedem 20-Sek.-Intervall um 1 ab. Wenn das Herzfrequenzsignal während des Steuerprogramms verloren geht, hält das Programm den Kraftpegel konstant, bis die Herzfrequenz erhalten wird (oder manuelle Änderungen eingegeben werden). Vorzugsweise erfolgt kein Bedienerhinweis an den Anwender zur Wiederherstellung der Herzüberwachung, obwohl die Kommunikation mit dem Anwender hinsichtlich des Empfangs oder nicht eines gültigen Herzfrequenzsignals gänzlich unter den Schutzbereich der Erfindung fällt. Brustbandbenutzer werden kontinuierlich überwacht. Herzschlagkontakt-Benutzer müssen ihre Herzfrequenz regelmäßig neu einstellen, um die HR-Steuerungsanpassungen fortzuführen. Das Programm fügt weiter Leistungsdaten zu den bereits angesammelten hinzu.
AUSWAHL DER HERZFREQUENZ-INTERVALLSTEUERUNG

1. Der Benutzer drückt die HERZ-Taste zu JEDEM beliebigen Zeitpunkt. Die bestehende Leistungsstufe bleibt dabei konstant.
2. Die Anzeige zeigt dann 2 Sek. lang "1=HERZFREQUENZ", danach 2 Sek. lang "2=HR-STEUERUNG" und wiederholt den Zyklus, bis eine Auswahl getroffen wird. Eine Unterbrechung von 16 Sek. kehrt zum bestehenden Programm zurück.
3. Durch Drücken von "1" werden Standard-Herzfrequenz-Bereitschaftszeichen und Herzfrequenz kontinuierlich angezeigt, bis HERZ wieder (aus)gedrückt wird. In der HR-Steuerung wird dann das tatsächliche (kein intelligentes Herz) angezeigt.
4. Durch Drücken von "2" werden die Standard-Herzfrequenz-Bereitschaftszeichen angezeigt und 6 Sek. lang die tatsächliche Herzfrequenz gezeigt. Wenn innerhalb von Standardauszeiten kein Brustbandsignal erfasst und kein Kontakt abgetastet wird, zeigt die Anzeige 4 Sek. lang "HRT-Frequenz -- -- --" und kehrt dann zum bestehenden Leistungstraining zurück.
5. Dann zeigt das Programm "ALTER =" an. Der Anwender drückt die Zifferntasten 41 auf dem Bedienfeld 21 sowie Freigabe oder Unterbrechung und akzeptiert den Eintrag. Der programmierte Mikroprozessor berechnet nun einen niedrigen HR-Ausgangsparameter von "60%" aus (220-ALTER) × 60%. Wenn innerhalb von 9 Sek. kein Alter angegeben wird, verwendet der Programmstandard stattdessen die tatsächliche Herzfrequenz und zieht 10 Schläge pro Minute ab (annehmbare untere HR-Werte sind 90 bis 160 Schläge pro Minute). Wenn die Herzfrequenz beispielsweise 110 wäre, würde die Anzeige "LOW HR = 100" [untere Herzfrequenz = 100] zeigen.
6. Der niedrige HR-Wert "100" blinkt zuerst (½ Sek. an und ½ Sek. aus) 6 Sek. und bleibt 3 Sek. konstant. Der Anwender stellt den Wert unter Verwendung der Tasten +/- oder der Tasten 0–9 ein. Der Anwender drückt ENTER, oder die Totalauszeit von 9 Sek. nimmt den Anzeigewert an. Die Umschalttaste weist keine Reaktion auf. HERZ geht zum bestehenden Leistungstraining über.
7. Ausgehend von LOW HR × 1,25 (niedrige Herzfrequenz × 1,25] berechnet das Programm den hohen Herzfrequenz-Ausgangsparameter HIGH HR von "75%". Der Wert blinkt zuerst 6 Sek. und bleibt 3 Sek. konstant. Der Anwender stellt den Wert unter Verwendung der Tasten +/- oder der Tasten 0–9 ein. Annehmbare obere HR-Werte sind 110 bis 180 Schläge pro Minute (bpm). Die Mindestdifferenz zwischen den Grenzwerten beträgt 20 bpm. Der Anwender drückt ENTER, oder die Totalauszeit von 9 Sek. nimmt den Anzeigewert an. Anmerkung: Die SOLL-Herzfrequenzen des Fahrrads sind LOW HR +5 und HIGH HR minus 10.
8. Die Anzeige zeigt "HI SPEED", und die Geschwindigkeit blinkt 6 Sek. und bleibt 3 Sek. konstant. Der Anwender stellt den Wert unter Verwendung der Tasten +/- oder der Tasten 0–9 ein. Der Anwender drückt ENTER, oder die Totalauszeit von 9 Sek. nimmt den Anzeigewert an oder zeigt den neuen HI-SPEED-Wert 3 Sek. lang an und nimmt den Wert dann an. Ein neuer HI-SPEED-Eintrag, der niedriger ist als die vorliegende Geschwindigkeit bewirkt eine Verlangsamung der Geschwindigkeit bis zur HI SPEED. Das HR-Steuerungsprogrammm beginnt und zeigt ein Herz mit einem Aufwärtspfeil an. Wenn das Programm abnimmt, zeigt der Pfeil nach unten. Wenn keine Herzfrequenz erfasst wird, wird der Pfeil durch "-- --" ersetzt.

ARBEITSWEISE DES PROGRAMMS

1. 60 Sek. AUFWÄRMPHASE. Nach Annahme der HR-Steuerungseinträge (siehe Abschnitt "Auswahl ...") bleibt der Tretwiderstand konstant, und die Geschwindigkeit steigt auf 50% von "HI SPEED" oder nimmt die bestehende Einstellung für 60 Sekunden an, je nachdem, was größer ist.
2. 20 Sek. ZUWACHSÄNDERUNGEN DER LEISTUNGSPHASE (bis der hohe HR-Zielwert minus 10 erreicht oder überschritten wird). Das Programm erhöht die Geschwindigkeit zuerst in Stufenschritten von 0.5 mph (0,8 km/h), bis der hohe Pegel HI LEVEL erreicht ist. Wenn die Herzfrequenz noch NICHT erreicht ist, bleiben Tretgeschwindigkeit und Widerstand konstant, bis der hohe HR-Zielwert minus 10 erreicht oder das Fahrrad manuell verstellt wird.
3. Die tatsächliche Herzfrequenz des Anwenders wird alle 60 Sek. für 2 Sek. angezeigt, wenn sie nicht als Herzfrequenz-Daueranzeige vorliegt.
4. Wenn die U/min 40 oder weniger erreichen, wird "SCHNELLER TRETEN" angezeigt, und der Pegel nimmt bei jedem 20-Sek.-Intervall um 1 ab.
5. 20 Sek. ABSENKUNGSÄNDERUNGEN DER LEISTUNGSPHASE (bis der niedrige HR-Zielwert +5 erreicht oder überschritten wird). Das Programm reduziert das Niveau, geht aber nicht unter Stufe 2. Wenn die untere Herzfrequenz HR +5 noch NICHT erreicht ist, bleibt der Pegel konstant. Bei manueller Verstellung beginnen Erhöhungen von hier, wenn das Ziel erreicht ist.
6. Drücken der Tasten + oder – setzt den Leistungspegel hinauf oder herunter, und das Programm fährt von dort aus fort.
7. Drücken der HERZ-Taste 40 hält den Leistungspegel konstant und zeigt die Herzfrequenz-Bereitschaftszeichen 1 und 2 an. "1" gibt kontinuierlich die tatsächliche Herzfrequenz an (zum Ausschalten HERZ erneut drücken), während "2" in der HR-Steuerung die tatsächliche Herzfrequenz und dann die Steuerprogramm-Bereitschaftszeichen anzeigt und Einträge zulässt. Gar kein Signal "HRT RATE -- -- --" führt zum bestehenden Programm zurück.

7 stellt ein Flussdiagramm dar, das die Arbeitsweise des programmierten Mikroprozessors 25 in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform zeigt. In dieser Ausführungsform kann der Herzfrequenz-Intervallsteuermodus jederzeit durch Drücken einer HERZ-Taste 40 eingegeben werden, dargestellt in der vergrößerten Ansicht gemäß 3. Auf die HERZ-Taste, die unmittelbar vor einem Benutzer auf der Konsole oder dem Bedienfeld 20 angezeigt wird, kann der Benutzer typischerweise zugreifen. Wenn die Herztaste gedrückt wird, zeigt die Anzeige 21 einen niedrigen und einen hohen Wert für die Herzfrequenz, typischerweise in Schlägen pro Minute. Beispielsweise können die niedrige und die hohe Herzfrequenz zwischen Minimum und Maximum festgelegt werden, wie z. B. einem Minimum von 80 Schlägen pro Minute und einem Maximum von 210 Schlägen pro Minute. Wie durch die mechanische Leistung des Laufgeräts 10 bestimmt werden kann, wählt ein Anwender den unteren und oberen Wert innerhalb der Spanne zulässiger Parameter entweder durch Drücken auf eine Aufwärts- oder Abwärtstaste 45, 46 auf der Konsole 20 aus oder gibt eine bestimmte Zahl auf einem Tastenblock 44 ein, der vorgesehen sein kann, wie in 3 gezeigt.
Beispielsweise kann ein niedriger Wert mit einer periodischen Frequenz, wie z. B. 2 Hz, für eine vorbestimmte Zeitspanne blinken, wie z. B. 10 Sekunden, während der der Anwender 10 einen anderen Wert als Ausgangsparameter eingeben, den zuletzt in das Gerät eingegebenen Wert oder einen aus dem Speicher abgerufenen Wert akzeptieren kann, der auf der Wahl des Benutzers basiert. Danach kann der hohe Herzfrequenzwert 10 Sekunden lang blinken und einem Anwender die Möglichkeit geben, die obere Herzfrequenz auf dieselbe Art und Weise festzulegen.
In der bevorzugten Ausführungsform nimmt das Verfahren nur Übungsänderungen vor, wenn gültige Herzfrequenzinformationen erhalten werden. Wenn die Steuerkonsole 20 keine Informationen mehr erhält, werden keine Steuerungsänderungen mehr durchgeführt, bis eine gültige Herzfrequenz erfasst wird.
Die Aufwärm-Zeitspanne wird bei Schritt 128 eingegeben, wobei die Übungslast, die Leistungsstufe oder das Bewegungstempo die für das Laufgerät 10 vorbestimmte Mindestgeräteeinstellung startet. Diese Mindesteinstellung kann, aber muss nicht notwendigerweise unter der niedrigen Einstellung liegen, die bei Schritt 124 festgelegt wurde. Während die Herzfrequenzinformationen überwacht werden, erhöht das Laufgerät 10 die Last oder Leistungsstufe in einem periodischen Verhältnis, bis der in Schritt 124 festgelegte hohe Herzfrequenz-Sollwert erreicht ist, wie bei Schritt 132 bestimmt. Beispielsweise kann die Last oder Leistungsstufe des Laufgeräts 10 alle 30 Sekunden um 5% oder irgendeine andere Zunahme erhöht werden, bis die hohe Soll-Herzfrequenz erreicht ist, oder alternativ, bis das höchste Arbeitspensum im Bereich des Laufgeräts 10 erreicht ist, je nachdem, was wohl zuerst ist.
Wenn das Laufgerät 10 seine Maximal-Last oder -Leistungsstufe erreicht und der Anwender 12 die hohe Soll-Herzfrequenz noch nicht erreicht hat, wie bei Schritt 134 bestimmt, behält das Laufgerät 10 bei Schritt 136 die Maximallast für eine vorbestimmte Zeit bei, beispielsweise 30 Sekunden, wonach die Last dann ab Schritt 138 in vorbestimmten Schritten reduziert wird, bis die niedrige Herzfrequenz erreicht ist, wie bei Schritt 140 bestimmt. Wenn das Laufgerät 10 von der hohen Herzfrequenz zur niedrigen Soll-Herzfrequenz übergeht, werden alle 30 Sekunden oder in einem anderen Intervall und Verhältnis Rückwärtszählschritte 138 ausgeführt. Dieser Zyklus wird so lange fortgesetzt, bis die niedrige Soll-Herzfrequenz erreicht ist, wonach bei Schritt 142 die niedrige Frequenz beibehalten wird, oder bis die Abkühl-Zeitspanne begonnen hat, wie bei Schritt 144 bestimmt. Wenn der zeitlich bestimmte Programmpunkt zur Abkühlung erreicht ist, dann wird die Herzfrequenz bei Schritt 146 nicht mehr überwacht und die Abkühltrainingsphase bei Schritt 146 realisiert, wie dies üblich ist.
Alternativ bestimmt der Schritt 140, ob innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne keine Herzfrequenz abgetastet wird und falls ja, wird dieses Ereignis ebenso behandelt wie das Erreichen der niedrigen Herzfrequenz und führt bei Schritt 142 zur Beibehaltung der dann erreichten Frequenz, bis die Abkühlung eingeleitet wird, wie bei Schritt 144 bestimmt und bei Schritt 146 realisiert. Dies stellt dann einen Intervalltrainingszyklus dar, der dann entweder durch die Programmsteuerung vorbestimmt oder wie vom Anwender 12 ausgewählt mehrmals wiederholt werden kann.
Die Ausführungsform gemäß 7 ist allgemein bezogen auf die Gerätelast beschrieben worden. Im Falle eines Fahrrads oder Steppers besteht die Gerätelast beispielsweise aus der tatsächlichen körperlichen Kraft, die für den Tret- oder Fahrradantrieb der Vorrichtung erforderlich ist. Das Tret- oder Fahrtempo wird vom Anwender als Reaktion auf die Belastung bestimmt, die durch die erreichte Herzfrequenz begrenzt ist, wie beschrieben.
In einer anderen Ausführungsform kann die Gerätelast aus Parametern bestehen, beispielsweise sowohl Geschwindigkeit als auch Steigung, wie es bei einem Laufgerät der Fall ist. In diesem Fall besteht Schritt 134 beispielsweise aus einer Doppelbestimmung. Zuerst wird eine Bestimmung vorgenommen, ob das Laufgerät 10 ein voreingestelltes oder vom Benutzer festgelegtes oberes Geschwindigkeitslimit erreicht hat oder nicht. Nach persönlicher Vorliebe oder Alter möchte der Benutzer die Geschwindigkeit des Laufgeräts vielleicht auf eine bequeme oder gewünschte Höhe begrenzen. Wenn die hohe Soll-Herzfrequenz bei Schritt 132 nicht erreicht wird, dann wird beim nächsten Zyklus durch den Schritt 134 die Last erhöht, nicht durch Erhöhen der Geschwindigkeit, die vermutlich das obere Geschwindigkeitslimit erreicht hat, sondern durch Erhöhen der Steigung des Laufgeräts, beispielsweise mit einem Steigungszuwachs von 2% bei jedem Zyklus durch den Schritt 134.
Für den Fall, dass die Last durch Erhöhen der Steigung des Laufgeräts 10 erhöht worden ist, wird die Last dann im Abnahmeschritt 138 zuerst durch Reduzieren der Höhensteigung abgesenkt, bevor die Geschwindigkeit reduziert wird. Danach wird die Geschwindigkeit um einen vorbestimmten Anteil abgesenkt, wie z. B. 0.5 mph (0,8 km/h), bis bei Schritt 140 die Belastungsherzfrequenz erreicht wird oder keine Herzfrequenz abgetastet wird. Im Falle einer Vielzahl von Parametern zur Einstellung der Gerätelast wird keiner der Parameter verändert, bis gültige Herzinformationen erhalten werden.
Als Beispiel sei eine charakteristische Ausführungsform betrachtet. Beispielsweise wird der Anwender in 7 nach Auswahl der Herzfrequenzsteuerung bei Schritt 120 aufgefordert, sein Gewicht, Alter und eine Zeitdauer für die Betätigung mit Unterbrechungen einzugeben, die auf eine Speicherspurdarstellung zurückgreifen, für den Fall, dass einer dieser Eingabeparameter nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit bereitgestellt wird. Die Speicherspurdarstellung ist eine symbolische Darstellung einer Spur, um die die Leistung des Trainierenden in Runden gemessen wird. Die vorgegebene niedrige Herzfrequenz wird dann beispielsweise durch die Formel 220 – Alter × 0,6 bestimmt. Der Trainierende 12 akzeptiert entweder die vorgegebene untere Frequenz oder gibt eine neue Frequenz mit einem charakteristischen Rückkopplungskontrollton für jede Änderung der Herzfrequenz ein, die beispielsweise mit einer Mindeststeigerung von 5 Schlägen pro Minute eingegeben wird. Die Maximalfrequenz von beispielsweise 199 Schlägen pro Minute wird mit einem zweiten unterscheidbaren Ton gestattet, der als Rückmeldung an den Anwender bereitgestellt wird, wenn ein Wert außerhalb des Aktionsradius probiert wird, in welchem Fall der letzte Wert für die untere Soll-Herzfrequenz als Standard eingegeben wird. Die hohe Frequenz wird dann auf die niedrige Frequenz gesetzt, aber um 5 Schläge pro Minute als Ausgangsparameter erhöht. In diesem Fall bewegt sich der Trainierende dann innerhalb einer engen Bandbreite von 5 Schlägen pro Minute in einem Kreislauf zwischen dem unteren und dem oberen Intervallsollwert.
Der Anwender 12 hat die Möglichkeit, diesen Herzfrequenzbereich gemäß seiner persönlichen Trainingserfahrung und Zielsetzung auf jede Differenz zu erhöhen, die zwischen der unteren Sollfrequenz und der maximal erlaubten Frequenz von 199 Schlägen pro Minute gestattet ist. Wieder wird der erste Ton bei jeder Änderung der Herzfrequenz beim Festlegen der hohen Zielfrequenz bereitgestellt und ein zweiter charakteristischer Ton bereitgestellt, wenn versucht wird, einen Wert außerhalb des Aktionsradius einzugeben. Wenn ein Wert außerhalb des Aktionsradius als hohe Sollfrequenz eingegeben wird, dann erscheint die zuletzt eingegebene hohe Sollfrequenz als Standard.
Wenn die hohe und niedrige Herzfrequenz auf diese Weise festgelegt sind, verlangt die Anzeigeeinheit 120 dann nach einem oberen Geschwindigkeitslimit. Wie dargelegt, kann das obere Geschwindigkeitslimit mit vorbestimmten Zwischenabständen innerhalb der Spanne des Gerätes willkürlich festgelegt werden und wird von den Anwendern gemäß ihrer eigenen Bequemlichkeit und nach Belieben willkürlich ausgewählt. Wenn daher ein oberes Geschwindigkeitslimit und die niedrige und hohe Zielfrequenz in die Vorrichtung eingegeben sind, beginnt der Prozess dann mit der Erfassung einer gültigen Herzfrequenz bei Schritt 126 und einer Aufwärmphase bei Schritt 128, gefolgt von dem oben beschriebenen Intervalltraining. Die Aufwärmphase von Schritt 128 kann dadurch ausgeübt werden, dass der Laufgerätriemen mit Erhöhungen um 0.5 mph (0,8 km/h) über ein vorbestimmtes Zeitintervall beschleunigt wird, bis 60% des vom Anwender 12 festgelegten oberen Geschwindigkeitslimits erreicht sind. Wenn an diesem Punkt keine gültigen Herzfrequenzinformationen erreicht sind, stellt die Konsole 12 eine Anzeige bereit, die zeigt, dass sie immer noch nach einer gültigen Herzfrequenz sucht, und wenn innerhalb von 20 Sekunden keine Herzfrequenz bereitgestellt wird, wird eine Nachricht an den Anwender angezeigt, dass kein Herzfrequenzsignal erfasst wurde, und alle weiteren Geschwindigkeits- oder Steigungsanpassungen des Laufgeräts 10 werden gestoppt, bis eine gültige Herzfrequenz erhalten wird.
Sobald das Laufgerät 10 eine gültige Herzfrequenz erhält und die Aufwärmphase 28 gemäß üblichen Parametern abgeschlossen ist, wird die Geschwindigkeit alle 30 Sekunden um 5% erhöht, bis der hohe Geschwindigkeitssollwert oder hohe Herzfrequenz-Sollwert erreicht ist. Wenn die hohe Geschwindigkeit erreicht ist, aber die hohe Sollfrequenz nicht erreicht ist, erhöht das Laufgerät 10 die Steigung alle 30 Sekunden um 2% Gefälleanstieg, bis es seine höchste Steigung erreicht oder die hohe Herz-Sollfrequenz erhalten wird. An diesem Punkt werden die höchste Steigung und die höchste eingestellte Geschwindigkeit am Schritt 36 für 30 Sekunden gehalten und danach Anpassungen zum Erreichen der niedrigen Herz-Sollfrequenz vorgenommen. Das Laufgerät 10 nimmt dann alle 30 Sekunden Anpassungen vor, indem die Steigung um Gefälleabnahmen von 2% bis zur Nullsteigung verringert wird und dann die Geschwindigkeit um 0.5 mph (0,8 km/h) verringert wird, bis die niedrige Soll-Herzfrequenz erzielt oder die Zeitdauergrenze erreicht wird. Die Absenkung geht weiter, bis die Abkühl-Zeitspanne beginnt oder keine Herzfrequenz abgetastet wird. Der Verlust der Herzfrequenz führt dazu, dass die Anzeige zuerst nach der Herzfrequenz sucht, und wenn keine Herzfrequenzinformationen gefunden werden, nimmt das Laufgerät 10 keine weiteren Anpassungen der Geschwindigkeit oder Steigung vor, bis es gültige Herzfrequenzsignale empfängt. Die Geschwindigkeits- und Höhenverstellung gehen jedoch weiter, wie beschrieben, sobald gültige Herzfrequenzinformationen erstellt sind. Die Methodik erlaubt periodisch die Einstellung der Herzfrequenz während der Übung. Wenn der Benutzer keine Einstellung der niedrigen oder hohen Grenzwerte vornimmt, dann werden die zuletzt eingestellten Werte als Standard verwendet.
In der dargestellten Ausführungsform verlangsamt die Absenkung der Last in den letzten 60 Sekunden des Programms den Riemen auf 60% der genau vor den letzten 60 Sekunden erreichten Geschwindigkeit und verringert die Steigung ungeachtet des genau vor dem 60-Sek.-Punkt erreichten Belastungspunktes auf 0°. Danach beginnt die Abkühl-Zeitspanne von 30 Sekunden, wonach der Riemen zum Stillstand kommt, und es wird eine Zusammenfassung von Informationen auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt, wie z. B. die Intervall-Soll-Herzfrequenzen mit beglückwünschenden oder aufmunternden Hinweisen für ein erfolgreiches Leistungstraining an den Benutzer.
Viele Änderungen und Modifikationen können von einem normalen Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Während die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen es beispielsweise dem Benutzer erlauben, einen Standardbereich von Soll-Herzfrequenzen zu akzeptieren oder eigene einzugeben, könnte eine alternative Ausführungsform Programme im Speicher speichern. Dies würde es dem Benutzer erlauben, ein Programm abzurufen, das bereits die bevorzugten Soll-Herzfrequenzen, hohe Geschwindigkeit oder Gerätelast und selbst die Trainingsdauer des Benutzers enthält.
In einer anderen Ausführungsform kann auch die Zeitspanne zwischen den Anstiegsparametern verändert werden. Ferner können die Erhöhungen der Gerätelast von den in den bevorzugten Ausführungsformen offenbarten abweichen. Beispielsweise können Gerätelastparameter alle 30 Sekunden mit 2–5% Wachstum geändert werden.
Eine andere Ausführungsform kann ferner die Gerätelast nach Erreichen des hohen Herzfrequenz-Sollwertes des Anwenders für eine vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten. Dasselbe kann jedes Mal passieren, wenn die niedrige Herzfrequenz des Anwenders erreicht wird.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung würde dem Benutzer die Eingabe einer Programmdauer erlauben. Mit einer eingegebenen Programmdauer kann die Erfindung eine "Abkühl"-Phase einschließen, in der die Gerätelast vermindert, aber nicht gestoppt wird, was es dem Anwender ermöglicht, ein abruptes Ende des Trainings zu vermeiden.
Andere Verbesserungen und Modifikationen werden für den Fachmann mit Bezug auf die detaillierte Offenbarung und die Zeichnungen hierin leicht sichtbar. Daher sollte verständlich sein, dass die dargestellten Ausführungsformen nur zu Beispielszwecken dargelegt wurden und dass sie nicht zur Einschränkung der Erfindung auf irgendeine Weise herangezogen werden sollten, ausgenommen wie durch unvoreingenommenes Lesen der folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Verfahren für Herz-Lungen-Intervalltraining, umfassend: – Festlegen einer niedrigen Soll-Herzfrequenz; - Festlegen einer hohen Soll-Herzfrequenz; – Messen der Herzfrequenz eines Anwenders während seines Trainings an einem Übungsgerät; – abwechselndes Erhöhen der von dem Übungsgerät an den Anwender bereitgestellten Last während des Messens seiner Herzfrequenz zum Erlangen der hohen Soll-Herzfrequenz; und – abwechselndes Absenken der von dem Übungsgerät an den Anwender bereitgestellten Last zum Erlangen der niedrigen Soll-Herzfrequenz; wodurch zwischen der hohen und der niedrigen Soll-Herzfrequenz ein Herz-Lungen-Intervalltraining erreicht wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Last in einem ersten vorbestimmten Verhältnis erhöht wird und/oder die Last in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis abgesenkt wird, wobei eine Differenz zwischen der niedrigen Soll-Herzfrequenz und der hohen Soll-Herzfrequenz größer ist als 20 Schläge pro Minute.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Last ferner für eine vorbestimmte Zeitspanne auf einem Maximum gehalten wird, wenn die hohe Soll-Herzfrequenz erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Last ferner immer für eine vorbestimmte Zeitspanne auf einer Maximalgröße gehalten wird, wenn die Maximallast des Übungsgerätes erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Last ferner immer für eine vorbestimmte Zeit beibehalten wird, wenn die hohe Soll-Herzfrequenz oder die maximal mögliche Last des Übungsgerätes erreicht ist, je nachdem, was zuerst eintritt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Änderungen der Last ferner immer vorübergehend beendet werden, wenn die Messung der Herzfrequenz des Anwenders abhanden gekommen ist und die Änderung der Last demnach weitergeht, wenn die Herzfrequenz des Anwenders wieder erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übungsgerät ein Laufgerät sowohl mit Geschwindigkeits- als auch Höhenverstellung ist und das Verfahren ferner das Festlegen einer Höchstgeschwindigkeit umfasst, bei welcher der Benutzer auf dem Laufgerät trainieren möchte, wobei die Last durch stufenweise Geschwindigkeitsanpassung erhöht wird, bis die Höchstgeschwindigkeit erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Last ferner nach Erreichen der Höchstgeschwindigkeit erhöht wird, falls die hohe Soll-Herzfrequenz durch die stufenweisen Höhenverstellungen nicht erreicht wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Laufgerät ferner für eine vorbestimmte Zeit auf der Höchstgeschwindigkeit und einer Maximalsteigung gehalten wird, falls die hohe Soll-Herzfrequenz nicht erreicht wurde, und ansonsten die Erhöhung der Geschwindigkeit oder Höhenanpassung beendet wird, wenn die hohe Soll-Herzfrequenz erreicht wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Absenken der Last zuerst das Absenken der Höhenverstellung, falls vorhanden, des Laufgerätes in einem vorbestimmten Verhältnis und danach das Absenken der Geschwindigkeitsanpassung des Laufgerätes umfasst, bis die niedrige Soll-Herzfrequenz erreicht wird.
Vorrichtung zur Bereitstellung von Herz-Lungen-Intervalltraining, umfassend: – ein Übungsgerät mit verstellbarer Last zur Definition des Leistungsvermögens eines Benutzers; - ein Herzüberwachungsgerät zum Messen der Herzfrequenz des Benutzers; – ein an die Last gekoppeltes Steuergerät zum Empfang der Eingabe einer hohen Soll-Herzfrequenz und der Eingabe einer niedrigen Soll-Herzfrequenz von dem Benutzer und zum Empfang gemessener Herzfrequenzsignale von dem Herzüberwachungsgerät, wobei das Steuergerät die Last gemäß den Eingaben und dem gemessenen Herzfrequenzsignal steuert; wobei dadurch ein Herz-Lungen-Intervalltraining erreicht wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät die Last in einem ersten vorbestimmten Verhältnis erhöht, um die hohe Soll-Herzfrequenz zu erreichen und die Last danach in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis absenkt, um die niedrige Soll-Herzfrequenz zu erreichen, wobei eine Differenz zwischen der niedrigen Soll-Herzfrequenz und der hohen Soll-Herzfrequenz größer ist als 20 Schläge pro Minute.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Steuergerät geeignet ist, die Last zu erhöhen, bis die hohe Soll-Herzfrequenz oder Maximallastkapazität der Vorrichtung erreicht ist und die Last danach für eine vorbestimmte Zeitgröße auf einem konstanten Niveau hält.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Steuergerät geeignet ist, die Last immer auf ihrem momentanen Wert zu halten, wenn das Herzüberwachungsgerät keine gültigen gemessenen Herzfrequenzsignale mehr erhält.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Übungsgerät ein Laufgerät mit verstellbarer Geschwindigkeit und Steigung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Steuergerät aufgenommen ist, um die Geschwindigkeitsanpassung des Laufgerätes nach Erhalt eines benutzerspezifischen Geschwindigkeitsmaximums zu erhöhen oder abzusenken und die Höhenverstellung des Laufgerätes danach erst nach Erreichen der Höchstgeschwindigkeit des Benutzers oder der Mindestgeschwindigkeit des Gerätes zu erhöhen oder abzusenken.