DE69218597T2

DE69218597T2 - SPORTS TRAINING DEVICE

Info

Publication number: DE69218597T2
Application number: DE69218597T
Authority: DE
Inventors: Ronald Gerry Nedlands Westaustralien Dawson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2012-05-23
Also published as: KR100218640B1; EP0587622A4; DE69218597D1; AU650755B2; AU1769992A; JP3308529B2; EP0587622A1; EP0587622B1; WO1992021106A1; JPH06507556A; CA2109413A1; CA2109413C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Training eines Sportlers für irgendeine sportliche Aktivität und im besonderen auf ein Regulieren der Bewegungen des Sportlers, der diese Aktivität ausübt. Die Erfindung findet Anwendung auf alle Sportarten und einen breiten Bereich von Sportlern, einschließlich einen Anfänger, der beginnt, die Grundlagen eines Sports zu lernen, als auch einen professionelleren, der versucht, ein Leistungsvermögen zu verbessern.The invention relates to training an athlete for any sporting activity and in particular to regulating the movements of the athlete performing that activity. The invention has application to all sports and a wide range of athletes, including a beginner who is starting to learn the basics of a sport, as well as a more professional who is trying to improve his performance.

Obwohl es mit der einzelnen Aktivität im Zusammenhang steht, ist das Sporttraining, allgemein ausgedrückt, einer Vielfalt von Verfahren gefolgt, die von zufällig bis systematisch variieren. Letztere Kategorie hat den Einsatz von Trainern, besonderen Trainingseinrichtungen und ein Sortiment hochentwikkelter Ausrüstung mit sich gebracht. Eine Steuerung des Zeitablaufs einer Aktivität ist üblich gewesen. Die Erfindung konzentriert sich auf zeitliche Intervalle zwischen spezifischen Bewegungen und auf zeitliche Proportionalität komplexer Bewegungen.Although related to the individual activity, sports training, generally speaking, has followed a variety of procedures varying from random to systematic. The latter category has entailed the use of trainers, special training facilities, and an assortment of sophisticated equipment. Control of the timing of an activity has been common. The invention focuses on temporal intervals between specific movements and on temporal proportionality of complex movements.

Die US-A-4285041 beschreibt einen Schrittmacher-Zeitgeber für einen Läufer. Der Zeitgeber bringt einen sich wiederholenden Ton hervor, der mit jedem alternierenden Schritt, den der Läufer macht, zusammenfallen soll, so daß ein Referenzsignal geliefert wird, das es dem Läufer gestattet, während eines Langstreckenlaufes seine Geschwindigkeit zu kontrollieren. Der Zeitgeber ist programmierbar, was es ihm erlaubt, Zielzeiten, eine Vielzahl von Schrittlängen und verschiedene Geschwindigkeiten, mit denen der Läufer laufen wird, zu berücksichtigen. Durch Erhöhen oder Erniedrigen der Zeitlänge zwischen aufeinanderfolgenden Tönen kann der Läufer seine Schrittzeit ändern und somit seine Geschwindigkeit entsprechend erhöhen oder erniedrigen.US-A-4285041 describes a pacemaker timer for a runner. The timer produces a repeating tone designed to coincide with each alternate stride the runner takes, thus providing a reference signal that allows the runner to control his speed during a long distance run. The timer is programmable, allowing it to accommodate target times, a variety of stride lengths and different speeds at which the runner will run. By increasing or decreasing the length of time between successive tones, the runner can change his stride time and thus increase or decrease his speed accordingly.

Die US-A-3808707 beschreibt ein physisches Trainingssystem, das ein hörbares Signal hervorbringt, welches erzeugt wird, um einer Person zu helfen, während einer Aktivitat wie Golf ein optimales Leistungsvermögen zu erreichen. Das hörbare Signal ändert sich in der Frequenz, Intensität und Länge entsprechend der Rate der Muskelaktivität und dem Grad der Muskelbeanspruchung. Daher programmiert der Anwender des Systems ein ideales Signal für die Aktivität, die auszuüben ist, vor und kann dann seine Muskelaktivität dem Signal anpassen. Die Anpassung der Muskelaktivität an das hörbare Signal sollte das optimale Leistungsvermögen, das der Anwender erreichen kann, hervorbringen.US-A-3808707 describes a physical training system that produces an audible signal that is generated to help a person achieve optimum performance during an activity such as golf. The audible signal changes in frequency, intensity and duration according to the rate of muscle activity and the degree of muscle strain. Therefore, the user of the system pre-programs an ideal signal for the activity to be performed and can then match his muscle activity to the signal. Matching the muscle activity to the audible signal should produce the optimum performance that the user can achieve.

Die US-A-3492582 beschreibt ein Verfahren und System zum Bereitstellen eines Schrittmacherrhythmus für Bahnläufer. Das System umfaßt einen Ton-Oszillator, der einen sich wiederholenden Ton hervorbringt, gegenüber dem der Läufer seinen Schritt zeitlich steuern kann.US-A-3492582 describes a method and system for providing a pacing rhythm for track runners. The system includes a tone oscillator which produces a repeating tone to which the runner can time his stride.

Gemäß der Erfindung ist eine Sporttrainiervorrichtung vorgesehen, um einem Sportler, der eine sportliche Aktivität ausübt, vorgegebene Synchronisationssignale in Form von Hör- Impulsen zuzuführen, um die Bewegungen des Sportlers, der eine sportliche Aktivität ausübt, auszulösen und zu führen, aufweisend einen digitalen, logischen Computer und einen Ton- Generator, wobei die Computerlogik so programmiert ist, daß sie den Ton-Generator in Übereinstimmung mit Parametern, die den Auslöserimpuls zeitlich steuern, aktiviert, Mittel, um in den Computer vorgegebene, den Auslöserimpuls zeitlich steuernde Parameter einzugeben, die auf einer Verhaltensanalyse von Modellen der jeweiligen sportlichen Aktivität beruhen, um den Computer zu veranlassen, den Ton-Generator zum Erzeugen einer Sequenz von Hörimpulsen zu aktivieren und Hör-Auslaßmittel, durch die die erzeugten Töne dem Sportler, der eine sportliche Aktivität ausübt, als Anleitung zu der sportlichen Aktivität übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Aus- löserimpuls zeitlich steuernden Parameter zeitlich gesteuerte Bewegungs-Parameter sind, die zur Anzeige des Beginns, der zeitlichen Dauer und der zeitlichen Proportionalität von spezifischen Bewegungen verschiedener Teile des Körpers des Sportlers, der eine sportliche Aktivität ausübt, unterschiedliche Charakteristika haben, die aus einer früheren Verhaltensanalyse des Bewegungsbeginns, der zeitlichen Dauer von Bewegungen und der relativen, proportionalen Zeitabstimmung von Bewegungen gewonnen wurden, und wobei diese Sequenz von Hör-Impulsen vorbestimmte unterschiedliche Charakteristika der Frequenz-Intensität oder der tonalen Qualität oder dgl. hat, um den Beginn, die zeitliche Dauer und die zeitliche Proportionalität von spezifischen Bewegungen von verschiedenen Körperteilen anzuzeigen, die von dem Sportler auszuführen sind.According to the invention, a sports training device is provided for supplying a sportsman performing a sports activity with predetermined synchronization signals in the form of auditory pulses to trigger and guide the movements of the sportsman performing a sports activity, comprising a digital logic computer and a sound generator, the computer logic being programmed to activate the sound generator in accordance with parameters which control the timing of the trigger pulse, means for entering into the computer predetermined parameters which control the timing of the trigger pulse, which are based on a behavioral analysis of models of the respective sports activity, in order to cause the computer to activate the sound generator to generate a sequence of auditory pulses, and auditory output means through which the generated sounds are transmitted to the sportsman performing a sports activity as instructions for the sports activity, characterized in that the output solver pulse time-controlled parameters are time-controlled movement parameters having different characteristics for indicating the onset, temporal duration and temporal proportionality of specific movements of different parts of the body of the athlete performing a sporting activity, which have been obtained from a previous behavioral analysis of the onset of movements, the temporal duration of movements and the relative, proportional timing of movements, and wherein this sequence of auditory pulses has predetermined different characteristics of frequency intensity or tonal quality or the like for indicating the onset, temporal duration and temporal proportionality of specific movements of different parts of the body to be performed by the athlete.

Allgemein ausgedrückt werden gemäß der Erfindung vorbestimmte Signale als Zeitablauf-Synchronisierer verwendet, um die Ausführung von Bewegungen durch einen Sportler, der eine besondere sportliche Aktivität ausübt, auszulösen und zu führen. Die Signale können von einem elektronischen Gerät hervorgebracht werden, das programmiert worden ist, eine Sequenz an Hörimpulsen mit vorbestimmten Eigenschaften zu erzeugen.Generally speaking, according to the invention, predetermined signals are used as timing synchronizers to trigger and guide the execution of movements by an athlete performing a particular sporting activity. The signals may be produced by an electronic device that has been programmed to generate a sequence of auditory pulses with predetermined characteristics.

An erster Stelle hängen die vorbestimmten Signale von der besonderen sportlichen Aktivität ab. Zusätzlich werden Eigenschaften der aufeinanderfolgenden Impulse von einer früheren Analyse der Bewegungen, die mit einem geeigneten sportlichen Verhalten verbunden sind, abgeleitet. Die frühere Analyse kann sich auf ein optimales Modell für Leistungsvermögen gründen, bei dem der Sportler trainiert ist, eine Leistung zu erreichen, für die es einen anerkannten Standard gibt. Alternativ kann die frühere Analyse auf ein Modell gegründet sein, das von einem Studium des Verhaltens des Sportlers selbst abgeleitet ist. Beispielsweise kann das abgeleitete Modell durch diesen besonderen Sportler wiederholt verwendet werden, um eine Konsistenz im Zeitablauf zu erreichen. Bei einem anderen Beispiel kann eine Anzahl an Modellen analysiert sein, so daß der Sportler mit verschiedenen Strategien zur Zeitablaufsteuerung experimentieren kann. Das Modell kann ein menschliches sein oder es kann mechanisch sein.In the first place, the predetermined signals depend on the particular sporting activity. In addition, characteristics of the successive pulses are derived from a prior analysis of the movements associated with appropriate sporting behaviour. The prior analysis may be based on an optimal model of performance in which the athlete is trained to achieve a performance for which there is a recognised standard. Alternatively, the prior analysis may be based on a model derived from a study of the behaviour of the athlete himself. For example, the derived model may be used repeatedly by that particular athlete to achieve consistency over time. In another example, a number of models may be analysed so that the athlete can experiment with different timing strategies. The model can be human or it can be mechanical.

Aus der Analyse des geeigneten sportlichen Verhaltens werden Auslöseparameter abgeleitet. Diese Parameter können den Beginn von Bewegung eines Körperteils, die Länge von Bewegung und die relative Zeitablaufsteuerung von Bewegungen verschiedener Körperteile umfassen. Andere Informationen, wie Geschwindigkeit oder Stärke der Bewegung, können enthalten sein. Die Auslöseparameter werden verwendet, um die Eigenschaften der Hör-Impulse, wie Intensität oder Länge oder Qualität o.a. zu variieren, um zu Bewegungen verschiedener Teile des Körpers in Beziehung zu sein und/oder andere Informationen, welche die besondere Bewegung betreffen, zu liefern.From the analysis of appropriate sporting behaviour, trigger parameters are derived. These parameters may include the onset of movement of a body part, the length of movement and the relative timing of movements of different body parts. Other information, such as speed or strength of movement, may be included. The trigger parameters are used to vary the characteristics of the auditory pulses, such as intensity or length or quality or others, to relate to movements of different parts of the body and/or to provide other information relating to the particular movement.

Die Auslöseparameter werden durch solche Mittel wie eine Tastatur in einen programmierbaren Computer eingegeben. Die Hör- Impulse werden durch Hör-Auslaßmittel an den Sportler übermittelt. Bevorzugt umfassen die Hör-Auslaßmittel eine individuelles Hörmuschel für jeden Sportler. Die Hör-Auslaßmittel können eine Funkübertragungseinrichtung zu einem entfernt befindlichen Sportler aufweisen. In jedem Fall kann Zeitablaufsteuerungs-Information direkt und augenblicklich an einen Sportler übermittelt werden.The trigger parameters are entered into a programmable computer by such means as a keyboard. The auditory impulses are transmitted to the athlete by auditory output means. Preferably, the auditory output means comprise an individual earpiece for each athlete. The auditory output means may comprise radio transmission means to a remote athlete. In any event, timing information may be transmitted directly and instantaneously to an athlete.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Sporttrainiervorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt; undFig. 1 is a block diagram showing a sports training device in accordance with the invention; and

Fig. 2a und 2b kombiniert zeigen ein Schaltkreisdiagramm, das eine Ausführungsform einer Sporttrainiervorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung darstellt.Fig. 2a and 2b combined show a circuit diagram illustrating an embodiment of a sports training device in accordance with the invention.

Detailed description of the embodiments

Um die Erfindung zu veranschaulichen, werden zwei Anwendungen davon diskutiert. Zur Erleichterung werden diese Anwendungen jeweils als "Sport-Synchronisierer" und "Sport-Schrittmacher" bezeichnet. Eine einzelne Sporttrainiervorrichtung kann so ausgeführt sein, daß sie für eine Verwendung bei beiden Anwendungen geeignet ist. Alternativ können getrennte Vorrichtungen spezifisch für die eine oder die andere Anwendung ausgeführt sein.To illustrate the invention, two applications thereof will be discussed. For convenience, these applications referred to respectively as a "sports synchronizer" and a "sports pacemaker". A single sports training device may be designed to be suitable for use in either application. Alternatively, separate devices may be designed specifically for one or the other application.

Der Sport-Synchronisierer ist in erster Linie für das gedacht, was als Einzel-Aktivitäten wie Schlagen eines Golfballes oder Schlagen eines Cricketballes beschrieben werden kann. Solche Aktivitäten können genauer ausgeführt werden, wenn der Beginn und die Länge verschiedener Körperbewegungen dem Sportler genau signalisiert werden können. Tatsächlich veranschaulichen diese beiden besonderen Aktivitäten die Flexibilität des Sport-Synchronisierers, unabhängige, intern ausgelöste Aktionen, wie sie bei Golf auftreten, sowie auch Aktionen, die externe Zeitablaufanforderungen haben, wie bei Cricket, zu steuern.The Sport Synchronizer is primarily intended for what can be described as discrete activities such as hitting a golf ball or hitting a cricket ball. Such activities can be performed more accurately if the onset and duration of various body movements can be accurately signaled to the athlete. In fact, these two particular activities illustrate the flexibility of the Sport Synchronizer to control independent, internally initiated actions such as those occurring in golf, as well as actions that have external timing requirements such as those occurring in cricket.

Der ideale Golfschwung umfaßt eine synchrone Bewegung verschiedener Teile des Körpers. Ein sequenzielles Signalmuster kann auf einer Analyse des Golfschwungs unter Verwendung eines menschlichen oder mechanischen Modells gestützt sein. Der Synchronismus kann dem Golfer durch eine Sequenz verschiedener Hör-Töne, die den Beginn von Bewegung für unterschiedliche Körperteile signalisieren, signalisiert werden. Bevorzugt beginnt die gesamte Sequenz mit einem kurzen, synchronen Tonstoß mit beispielsweise 2 pro Sekunde. Dieser Tonstoß wirkt als ein Beginnsignal und kann nach Belieben des Golfers ausgelöst werden. Der Golfer wird lernen, welche Töne der Auslöser für eine Bewegung bestimmter Teile des Körpers sind und wird dann üben, die Sequenz mit dem angegebenen Zeitablauf zusammenzubringen. Somit wird der Golfer lernen, eine Konsistenz im Zeitablauf aufrechtzuerhalten.The ideal golf swing involves synchronous movement of various parts of the body. A sequential signal pattern can be based on an analysis of the golf swing using a human or mechanical model. Synchronism can be signaled to the golfer by a sequence of different auditory tones signaling the onset of movement for different parts of the body. Preferably, the entire sequence begins with a short, synchronous burst of, say, 2 per second. This burst acts as a start signal and can be triggered at the golfer's discretion. The golfer will learn which tones trigger movement of certain parts of the body and will then practice matching the sequence to the specified timing. Thus, the golfer will learn to maintain consistency in timing.

Der Sport-Synchronisierer findet auch Anwendung bei Cricket- Schlägen. Effizientes Schlagspiel beim Cricket umfaßt eine Vielfalt an Entscheidungen in einem kurzen Zeitraum. Der Sport-Synchronisierer wird es einem Schlagmann gestatten, den Zeitablauf spezifisch identifizierter Schläge zu üben. Die Zeitablaufsequenz des Schlags kann auf einem idealen Modell oder alternativ auf einem individuellen Modell, wie beispielsweise im Falle von Jüngeren, deren Körperproportionen es ihnen nicht gestattet, das Ideal zu erreichen, basieren.The sports synchronizer is also used for cricket batting. Efficient batting in cricket includes a Variety of decisions in a short period of time. The sports synchronizer will allow a batsman to practice the timing of specifically identified shots. The timing sequence of the shot can be based on an ideal model or alternatively on an individual model, such as in the case of younger players whose body proportions do not allow them to achieve the ideal.

Eine Analyse von geschultem Ballschlagen (z.B. Bootsma und Wieringen, 1988) gibt an, daß der externe Auslöser für Ballschlagen durchweg mit dem Abstand des Balles von den Augen in Beziehung steht. Aus diesem Grund wird der Beginn der Zeitablaufsignale, die von einem Sport-Synchronisierer für Crikketschläge erzeugt werden, bevorzugt auf eine Analyse eines geübten Profis gegründet, der gegen eine herkömmliche Wurfmaschine spielt. Somit wird die Vorrichtung für Cricket, anders als der Sport-Synchronisierer für Golf, extern ausgelöst. Jedoch, ähnlich wie bei der Golfversion, wird der Sport-Synchronisierer für Cricket Töne erzeugen, welche die Bewegung der bestimmten Teile des Körpers identifizieren. Ein Schlagmann wird lernen, welche Töne sich auf besondere Körperteile beziehen. Er wird dann den Schlag üben, anfänglich ohne einen Ball, und dann idealerweise mit einer Wurfmaschine. Jeder Schlag wird durch eine verschiedene Tonsequenz identifiziert, und bevorzugt durch ein verschiedenes Beginnsignal für den Anfang jedes Schlages. Der Vorteil, die Wurfmaschine zu verwenden, ist derjenige, daß der Schlagmann einen bestimmten Schlag immer wieder üben kann, vorausgesetzt, daß die Wurfmaschine eingestellt ist, einen Ball bei konstanter Länge und Geschwindigkeit zu liefern. In diesem Fall wird die Zeitablaufsequenz bevorzugt aus der Ferne von der Wurfmaschine ausgelöst, beispielsweise mit einer Funkübertragungseinrichtung. Wenn ein menschlicher Werfer eingesetzt werden soll, kann die Zeitablaufsequenz für den Schlag aus der Ferne durch eine dritte Partei, wie einen Trainer, ausgelöst werden. Somit würde die Zeitsteuerung jedes Tons im voraus anhand eines Modells so programmiert, daß die Sequenz für eine Aktivität vollständig von einer einzigen Eingabe ausgelöst werden kann. Der Auslöser mit einer einzigen Eingabe könnte manuell oder durch ein Femsignal von einer anderen Vorrichtung, wie einer Wurfmaschine, ausgelöst werden. Der Sport-Synchronisierer könnte durch den Anwender auch neu programmiert werden, um verschiedene Merkmale des gesamten Vorgangs zu ändern, so daß er an die Einzelperson angepaßt ist.Analysis of trained ball striking (e.g. Bootsma and Wieringen, 1988) indicates that the external trigger for ball striking is consistently related to the distance of the ball from the eyes. For this reason, the onset of the timing signals generated by a sport synchronizer for cricket shots is preferably based on an analysis of a trained professional playing against a conventional pitching machine. Thus, unlike the sport synchronizer for golf, the device for cricket is externally triggered. However, similar to the golf version, the sport synchronizer for cricket will generate tones which identify the movement of particular parts of the body. A batsman will learn which tones relate to particular parts of the body. He will then practice the shot, initially without a ball, and then ideally with a pitching machine. Each shot is identified by a different tone sequence, and preferably by a different onset signal for the start of each shot. The advantage of using the pitching machine is that the batsman can practice a particular shot over and over again, provided that the pitching machine is set to deliver a ball at a constant length and speed. In this case, the timing sequence is preferably triggered remotely from the pitching machine, for example by a radio transmission device. If a human pitcher is to be used, the timing sequence for the shot can be triggered remotely by a third party, such as a coach. Thus, the timing of each sound would be programmed in advance using a model so that the sequence for an activity can be triggered entirely by a single input. The single input trigger could be triggered manually or by a remote signal from another device such as a throwing machine. The Sport Synchronizer could also be reprogrammed by the user to change various features of the entire process to suit the individual.

Der Sport-Synchronisierer kann bei anderen Aktivitäten verwendet werden, die in einer präzisen Bewegung kulminieren, die einen vorausgesetzten Zeitablauf hat, wie Hochsprung, Werfen eines Cricketballs, Putten usw. Alle diese Aktivitäten umfassen eine einzige Sequenz von Vorgängen, die zugeschnitten und dann einzeln ausgelost sein sollten.The Sports Synchronizer can be used in other activities that culminate in a precise movement that has a pre-determined timing, such as high jumping, throwing a cricket ball, putting, etc. All of these activities involve a single sequence of actions that should be tailored and then triggered individually.

Demgegenüber ist der Sport-Schrittmacher für die Zeitablaufsteuerung gemessener, sich wiederholender Bewegungen gedacht, wie sie beim Laufen und Schwimmen auftreten. Der wesentliche Zweck dieser Vorrichtung ist es, Hör-Signale zu liefern, die mit der Vortriebsart (z.B. ein Schritt beim Laufen oder ein Schwimmstoß) zu synchronisieren sind, so daß das Schrittmachermerkmal sofort in eine Geschwindigkeitsmessung umwandelbar ist. Somit wirkt ein Sport-Schrittmacher als ein Geschwindigkeitsmesser für den Athleten. Die Genauigkeit der Geschwindigkeitsmesserfunktion ist abhängig von Messungen von dem besonderen Athleten, der über festgesetzte Distanzen ausübt, so daß Schritte oder Stöße pro Distanz in Impulse pro Zeiteinheit umgewandelt werden können. Wenn diese Information gegeben ist, ist es möglich, einen Trainingsbereich für einen Athleten oder ein vollständiges Rennen zu programmieren, ohne daß der Athletständig einen Zeitmesser prüfen muß.In contrast, the sports pacemaker is designed for timing measured, repetitive movements such as those occurring in running and swimming. The essential purpose of this device is to provide auditory signals that are synchronized with the type of propulsion (e.g., a running step or a swimming stroke) so that the pacing characteristic can be immediately converted into a speed measurement. Thus, a sports pacemaker acts as a speedometer for the athlete. The accuracy of the speedometer function depends on measurements from the particular athlete exercising over set distances so that steps or strokes per distance can be converted into pulses per unit of time. Given this information, it is possible to program a training zone for an athlete or a complete race without the athlete having to constantly check a timer.

Bevorzugt ist die Vorrichtung flexibel genug, für Änderungen im Terrain korrigiert zu werden, einfach durch den Athleten oder Trainer, der die Anderung im Abstand, der über Änderungen in der Steigung der Lauffläche durchlaufen wird, bemerkt. Folglich kann ein Rennen, wie ein Marathon, vom Start bis zum Ziel programmiert werden. Der Athlet, der während des ganzen Rennens über seine Geschwindigkeit informiert ist, könnte sein Tempo für das Rennen im voraus festsetzen.Preferably, the device is flexible enough to be corrected for changes in terrain simply by the athlete or coach noticing the change in distance travelled over changes in the gradient of the running surface. Consequently, a race, such as a marathon, can be target. The athlete, who is informed of his speed throughout the race, could set his pace for the race in advance.

Einem Athleten wäre es auch möglich, verschiedene Strategien für ein Rennen zu testen, vorausgesetzt, daß der Schrittmacher es dem Athleten ermöglichen würde, bei verschiedenen Abschnitten des Rennens mit verschiedenen Geschwindigkeiten zu laufen, wobei er genau weiß, was die Geschwindigkeiten sind.It would also be possible for an athlete to test different strategies for a race, provided that the pacemaker would allow the athlete to run at different speeds during different parts of the race, knowing exactly what the speeds are.

Eine Anwendung der Vorrichtung, die sich von den früheren Beispielen geringfügig unterscheidet, ist es, ein Synchronisieren des Anlaufs eines Werfers beim Cricket zu unterstützen. Schnelle Werfer brauchen insbesondere einen präzisen Rhythmus, wenn sie werfen. Ein Sport-Schrittmacher könnte eine Reihe von Impulsen liefern, um jeden Schritt beim Anlauf und die nachfolgenden Armbewegungen, die zum Loslassen des Balles führen, zeitlich zu steuern.One application of the device, slightly different from the previous examples, is to help synchronise a bowler's run-up in cricket. Fast bowlers in particular need a precise rhythm when they bowl. A sports pacemaker could provide a series of pulses to time each step of the run-up and the subsequent arm movements leading to the release of the ball.

Ein Sport-Schrittmacher muß eine flexiblere Vorrichtung sein als ein Sport-Synchronisierer. Die Vorrichtung würde eingebaute Programme zur Durchführung haben, beispielsweise basierend auf der Messung von Weltklasseathleten in geeigneten Rennen, die als ein Modell verwendet werden können. Die Vorrichtung könnte auch auf individuellen Programmen über eingestellte Distanzen basieren.A sports pacemaker must be a more flexible device than a sports synchronizer. The device would have built-in programs to run, for example, based on the measurement of world-class athletes in appropriate races, which can be used as a model. The device could also be based on individual programs over set distances.

Die Sporttrainiervorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist, ist für beides geeignet, die Sport-Synchronisierer- und Sport- Schrittmacheranwendung. Die Vorrichtung umfaßt ein programmierbares, elektronisches System, das aus drei Hauptkomponenten besteht. Die erste ist eine Eingabevorrichtung mit einem Tastaturfeld, das verwendet wird, um Programme (wenn es mehr als ein Programm gibt) und Eingabeauslöseparameter auszuwählen. Die zweite ist ein Computer und Ton-Generator mit einem zugeordneten Speicher, der mit programmierbaren Mikrochips hergestellt ist. Der dritte ist Audio-Verstärker und -Spre- cher, durch den die Töne, die von dem Computer erzeugt werden, an den Sportler übermittelt werden.The sports training device shown in Fig. 1 is suitable for both sports synchronizer and sports pacemaker applications. The device comprises a programmable electronic system consisting of three main components. The first is an input device with a keypad used to select programs (if there is more than one program) and input trigger parameters. The second is a computer and sound generator with an associated memory made with programmable microchips. The third is audio amplifier and speakers, through which the sounds generated by the computer are transmitted to the athlete.

Die Vorrichtung gestattet es dem Anwender, Schallsignale auszuwählen, die einen weiten Bereich an Frequenzen und Intensitäten abdecken, und diese in einer Sequenz anzuordnen. Diese Sequenz kann dann gespielt werden, auf Befehl von dem Tastaturfeld, durch irgendeine Anzahl von Sprecher- oder Hörmuschelausgaben. Die Vorrichtung kann auch eine Anzeige enthalten, die dem Anwender die präzisen Details (Frequenz, Dauer, Sequenz usw.) der Information, die gegenwärtig programmiert ist, angibt. Die Ausgabecharakteristik der Vorrichtung kann den gesamten Bereich hörbarer Schallsignalfrequenzen überdekken, die Tonlängen können im Bereich von Millisekunden bis Sekunden liegen und die gesamte Länge der Hör-Sequenzen kann so kurz wie Millisekunden oder so lang wie Stunden sein. Die Vorrichtung kann Mittel umfassen, mit denen eine Anzahl verschiedener Hör-Sequenzen gleichzeitig gespeichert werden kann. Außerdem kann die Vorrichtung mehr als ein Programm aufweisen. In diesem Fall kann das geeignete Programm und die Hör-Sequenz durch Bedienung des Tastaturfeldes ausgewählt sein.The device allows the user to select sound signals covering a wide range of frequencies and intensities and arrange them in a sequence. This sequence can then be played, on command from the keypad, through any number of speaker or earpiece outputs. The device may also include a display that indicates to the user the precise details (frequency, duration, sequence, etc.) of the information currently programmed. The output characteristics of the device may cover the entire range of audible sound signal frequencies, the tone lengths may be in the range of milliseconds to seconds, and the total length of the auditory sequences may be as short as milliseconds or as long as hours. The device may include means for storing a number of different auditory sequences simultaneously. Furthermore, the device may have more than one program. In this case, the appropriate program and auditory sequence may be selected by operation of the keypad.

Bevorzugt umfaßt das Hör-Auslaßmittel, das verwendet wird, um eine Sequenz von Hör-Tönen an einen Sportler zu übermitteln, eine Hörmuschel, die von dem Sportler getragen werden kann. In dem Fall, bei dem dieselbe Sequenz von Hör-Tönen an mehr als einen Sportler übertragen wird, können jeder Person einzelne Hörmuscheln bereitgestellt werden. Wenn der Sportler sich entfernt befindet, wie bei einem Marathon, sollte das Hör- Auslaßmittel eine Funkübertragungseinrichtung umfassen.Preferably, the auditory output means used to transmit a sequence of auditory tones to an athlete comprises an earpiece which can be worn by the athlete. In the case where the same sequence of auditory tones is transmitted to more than one athlete, individual earpieces can be provided to each person. If the athlete is remote, such as in a marathon, the auditory output means should comprise a radio transmission device.

Um eine bessere Tragbarkeit bereitzustellen, ist es bevorzugt, daß die Trainiervorrichtung mit Batterien versorgt wird.To provide better portability, it is preferred that the training device is powered by batteries.

Die Figuren 2a und 2b stellen ein Schaltkreisdiagramm für eine Sporttrainiervorrichtung enstprechend einer Ausführungsform der Erfindung bildlich dar. Mit diesem Schaltkreis und dem Computerprogramm, das hiernach im Detail beschrieben wird, kann die Trainiervorrichtung sowohl als Sport-Synchronisierer als auch als Sport-Schrittmacher eingesetzt werden. Die Hauptunterschiede in der Funktion ergeben sich aus dem Weg, mit dem Tonsequenzen durch das Programm ausgewählt werden und in der Hardware gespeichert werden und durch den Sportler ausgelöst werden. In dem Fall der Sport-Synchronisierer-Funktion starten vorbereitende Signale eine Sequenz. Diese werden gefolgt von einer Reihe von Tönen, deren Frequenz und Zwischenimpulsintervalle so ausgewählt sind, daß sie eine Ganzkörperaktion, welche die Bewegung vieler Teile umfaßt, führt. In dem Fall der Sport-Schrittmacher-Funktion wird der verwendete Bereich an Tönen weniger extensiv sein, da es das sich wiederholende Merkmal einer besonderen Bewegung ist, das signalisiert wird; jedoch wird die Ausgabe so sein, daß die gesamte Sequenz einer sich wiederholenden Bewegung für die gesamte Dauer einer sportlichen Aktivität, wie das Laufen eines Marathons, das über zwei Stunden erfordert, abgedeckt wird.Figures 2a and 2b depict a circuit diagram for a sports training device according to an embodiment of the invention. With this circuit and the computer program described in detail hereinafter, the training device can be used as both a sports synchronizer and a sports pacer. The main differences in function arise from the way in which sound sequences are selected by the program and stored in the hardware and initiated by the athlete. In the case of the sports synchronizer function, preparatory signals start a sequence. These are followed by a series of tones whose frequency and interpulse intervals are selected to result in a whole-body action involving the movement of many parts. In the case of the sports pacer function, the range of tones used will be less extensive since it is the repetitive feature of a particular movement that is being signaled; however, the output will be such that the entire sequence of repetitive movement is covered for the entire duration of a sporting activity, such as running a marathon which requires over two hours.

Der Schaltkreis, der in Figuren 2a und 2b dargestellt ist, gibt einen programmierbaren Tonsequenzgenerator wieder, der von einem Mikrocontroller U1 von Motorola (MC 68705C8) gesteuert wird. Der Controller U1 überwacht die Eingabetasten der Tastatur K1 und führt sämtliche Zeitablauf- und Tonauswahlfunktionen für den Betrieb einer Vorrichtung bei deren Sport- Synchronisierer- oder Sportschrittmacheranwendung durch. Die Töne und Zeiten werden in dem Prozessor ROM gespeichert, und auf sie wird von der CPU zugegriffen, um genau gesteuerte Töne und präzise Längen zu erzeugen.The circuit shown in Figures 2a and 2b represents a programmable tone sequence generator controlled by a Motorola microcontroller U1 (MC 68705C8). The controller U1 monitors the input keys of the keypad K1 and performs all timing and tone selection functions for the operation of a device in its sports synchronizer or sports pacemaker application. The tones and timing are stored in the processor ROM and are accessed by the CPU to produce precisely controlled tones and precise lengths.

Der Schaltkreis umfaßt auch einen Rücksetz-Generator (MC34064) U2, der die Stromversorgung überwacht und den Controller U1 während eines Stromausfalls oder bei niedriger Batteriespannung in einem Rücksetzzustand hält. Ein Spannungsregler (MC78L05) U3 reguliert die Batteriespannung so, daß für den digitalen Schaltkreis +5 Volt ausgegeben werden. Ein Generator U4 erzeugt von der +5-Versorgung -5 Volt für den Mikrochip des Ton-Generators (ML2035) U5, der von dem Controller U1 über den SPI in einem hexadezimalen Format serielle Daten aufnimmt, um eine Sinuswelle hervorzubringen. Ein Niedrigenergie-Verstärker (LM386) U6 nimmt eine Sinuswelle von dem Ton-Generator U5 ab und liefert ausreichend Energie, um die Kopfhörer oder die Hörmuschel niedriger Impedanz zu betreiben. Die Energie wird von einer 9 Volt-Batterie B1 geliefert.The circuit also includes a reset generator (MC34064) U2 that monitors the power supply and keeps the controller U1 in a reset state during a power failure or low battery voltage. A voltage regulator (MC78L05) U3 regulates the battery voltage to output +5 volts to the digital circuit. A generator U4 generates -5 volts from the +5 supply for the microchip of the Tone generator (ML2035) U5, which receives serial data from controller U1 over the SPI in a hexadecimal format to produce a sine wave. A low power amplifier (LM386) U6 takes a sine wave from tone generator U5 and provides enough power to drive the low impedance headphones or earpiece. Power is supplied by a 9 volt battery B1.

Für den Betrieb der Trainiervorrichtung in der beschriebenen Weise sieht ein Programm, das für eine Verwendung mit dem Schaltkreis, der in Figuren 2a und 2b gezeigt ist, wie folgt aus (deutsche und englische Fassung): For operation of the training device in the manner described, a program suitable for use with the circuit shown in Figures 2a and 2b is as follows (German and English versions):

Die Software und Hardware, wie beschrieben, sind insoweit Gegenstand einer Modifikation, wie es nötig ist, die Trainiervorrichtung an eine Vielzahl anderer athletischer Funktionen anzupassen, die in dieser Anmeldung nicht einzeln beschrieben sind. Andere Anderungen und Modifikationen können von Fachleuten erkannt und vorgenommen werden, ohne die Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.The software and hardware as described are subject to modification as necessary to adapt the training device to a variety of other athletic functions not specifically described in this application. Other changes and modifications may be recognized and made by those skilled in the art without departing from the invention as defined in the appended claims.

Claims

1. A sports training device for supplying an athlete who is performing a sporting activity with predetermined synchronization signals in the form of auditory impulses in order to trigger and guide the movements of the athlete who is performing a sporting activity, comprising

- a digital logic computer and a tone generator, the computer logic being programmed to activate the tone generator in accordance with parameters that time the trigger pulse,

- means for entering into the computer predetermined parameters for timing the trigger pulse, based on a behavioural analysis of models of the respective sporting activity, in order to cause the computer to activate the sound generator to generate a sequence of auditory pulses and

- auditory output means through which the sounds produced are transmitted to the athlete performing a sporting activity as a guide to the sporting activity,

characterized in that

- the parameters timing the trigger impulse are timed movement parameters which are designed to indicate the onset, duration and proportionality in time of specific movements of different parts of the body of the sportsman performing a sporting activity, have characteristics derived from a previous behavioral analysis of movement onset, duration of movements, and relative, proportional timing of movements, and

- this sequence of auditory impulses has predetermined different characteristics of frequency intensity or tonal quality or the like to indicate the onset, temporal duration and temporal proportionality of specific movements of different body parts performed by the athlete.

2. A device as claimed in claim 1, wherein the predetermined characteristics also indicate additional information concerning the movements to be performed.

3. A device as claimed in claim 1, wherein the hearing means comprises an earpiece to be worn by the athlete.

4. A device as claimed in claim 1, wherein the auditory outlet means comprises a radio transmission device.

5. A device as claimed in claim 1, wherein the means for entering parameters for the trigger pulses comprises a keyboard.

6. A device as claimed in claim 1, comprising means by which a number of different auditory sequences can be stored simultaneously.

7. An apparatus as claimed in claim 1, comprising means for storing a plurality of programs.