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WO1986006947A1 - Arrangement for determining the muscular force - Google Patents

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Publication number
WO1986006947A1
WO1986006947A1 PCT/AT1986/000043 AT8600043W WO8606947A1 WO 1986006947 A1 WO1986006947 A1 WO 1986006947A1 AT 8600043 W AT8600043 W AT 8600043W WO 8606947 A1 WO8606947 A1 WO 8606947A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
measuring
lever
control unit
measuring lever
pivoting
Prior art date
Application number
PCT/AT1986/000043
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hubert Lechner
Thomas Bochdansky
Othmar Platner
Original Assignee
Wintersteiger Gesellschaft M.B.H. & Co.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wintersteiger Gesellschaft M.B.H. & Co. filed Critical Wintersteiger Gesellschaft M.B.H. & Co.
Publication of WO1986006947A1 publication Critical patent/WO1986006947A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4528—Joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A61B5/224—Measuring muscular strength

Definitions

  • the invention relates to a device for recording the muscle strength during knee extension and / or flexion, with a frame on which an adjustable seat and a pivotable measuring lever to be connected to the lower leg are provided, to which a hydraulic pivot drive device is assigned, which comprises a hydraulic motor , which is connected to a pump via a hydraulic system in which an adjustable flow regulator for adjusting the swivel speed, an adjustable pressure control valve, a directional valve for grinding the direction of the swivel movement and a directional valve for selecting the operating mode are arranged, the pump being in a fluid operating mode to the hydraulic motor and in another operating mode the hydraulic motor is connected in a closed circuit, with a bend of the measuring lever in the case of a knee extension and / or bending and thus a measuring device which detects a torque exerted on the measuring lever, e.g. with strain gauges, as well as with an angular position detector which detects the angular position of the measuring lever.
  • a hydraulic pivot drive device which comprises a hydraulic motor
  • the determination of the effective muscle strength is generally problematic since the measurement, however it is carried out, can and will be influenced by various factors, the consideration or deactivation of which, however, is only insufficiently possible with the previous measurement methods.
  • these factors also include the dependence of the force on the rate of contraction of a muscle and the muscle length (so-called sarcomere length) and the muscle load. This dependency is not taken into account, for example, in the device for measuring muscle strength known from the published international application WO 80/00308, and accordingly, with this known device no really meaningful measured values can be obtained about the respective muscle strength to be recorded.
  • the lower leg is firmly connected to the measuring lever in the area of the ankle by means of a cuff or ankle brace, and the subject now tries to move the measuring lever faster or slower than is caused by a hydraulic system.
  • a certain bend of the measuring lever is brought about, which is detected via a strain gauge full bridge.
  • the bend - and thus the torque exerted by the test subject - is always recorded in a certain angular position of the measuring lever, so that reproducibility is also given in this regard.
  • This measuring angle position of the measuring lever is determined in such a way that the measuring lever has its predetermined angular velocity when passing through this angular position, ie this angular position must not be set too close to the two reversal positions of the measuring lever. However, it is possible that the subject no longer acts with full force on the measuring lever when this angular position is reached, regardless of whether it is in the overcoming or braking area, which can be attributed to psychological or physical fatigue, lack of attitude and the like.
  • test person adjusts to this special measuring method in a learning process and tries to make a special effort in the angular range in question, but also Here, for example because the correct time at which the measurement is taken is missed, falsified measurement results may result.
  • the inventive device of the type mentioned is characterized in that a central control unit is provided, with which the flow regulator, the pressure control valve and the directional valves for the selection of the operating mode and the direction of the pivoting movement are connected on the control side, and a selection device for setting the Flow controller, the pressure control valve and at least the directional control valve for the selection of the operating mode, and that with this central control unit and the angular position indicator and the measuring device, a monitoring unit for at least substantially monitoring the angular position and pivoting speed of the measuring lever is connected to at a predetermined pivot angle and / or to automatically detect the bending and thus the applied torque at a predetermined pivoting speed of the measuring lever.
  • the device it is possible to vary various parameters during a measurement, such as the speed of the swiveling movement imposed on the measuring lever, the angular position of the measuring lever at which the measuring device is activated, the system pressure and the like, so that the subject does not it is possible to adjust to a certain measuring technique, and it should be mentioned that the target presentation 'to be stronger than in the previous measurement' represents an adaptation stimulus that is undesirable for the measurement because this changes the motivational structure.
  • the angular velocity of the measuring lever is kept constant via the hydraulic system.
  • the torque of the knee movement is recorded via the measuring device, for example by means of a strain gauge full bridge, in the angle range of interest, which is monitored and registered in parallel.
  • the measurement is possible in two operating modes, in the myodynamic or overcoming or in the external or yielding pump operation, whereby also a methodically assured reproducibility through multiple measurements, with subsequent error compensation calculation, through the aforementioned prevention of learning through the measurement result and also through the existence a stable and simple movement pattern is possible.
  • influences or disturbances on the skeletal muscle system such as therapy stimuli, training stimuli, medicinal influences, high altitudes or pain, which can be varied, during measurements over the corresponding period, e.g.
  • the device according to the invention can be used with particular advantage in the control or checking of muscle development in sports medicine, rehabilitation and in popular and elite sports, whereby strengthening methods and training methods and their efficiency can be checked.
  • the facility for statistically verified screening examinations in health care, military service or performance diagnostics can also be used to advantage.
  • An advantageous embodiment of the device according to the invention is then characterized in that the monitoring unit further monitors the direction of the pivoting movement of the measuring lever by detecting the control of the directional valve for the direction selection by the central control unit in order to detect the bending of the measuring lever in a selected pivoting direction.
  • the determination of the muscle strength can be carried out automatically when the knee is bent and / or when the knee is stretched, which is important because other muscle parts are shortened when bending or stretching or lengthen.
  • a pressure limitation is primarily important as safety against muscle strength.
  • the pressure in the hydraulic system can be selected by adjusting the pressure control valve accordingly.
  • the monitoring unit is also set up to monitor the pressure set by the pressure control valve at least substantially.
  • an advantageous embodiment of the device according to the invention is further characterized in that the central control unit is assigned a memory for the parameters to be entered by means of the selection device, in particular relating to the swivel speed, angular position and, if appropriate, swivel direction of the measuring lever for the detection of its bending.
  • the central control unit has a sequence control for specifying a specific swivel movement sequence for the measuring lever during a measuring process.
  • the monitoring unit has a comparator connected to the flow rate controller and / or a comparator connected to the pressure control valve for an ongoing comparison of the actual value and the target value.
  • the detection of the knee torque for example, immediately (about 50 ms) after the transition to the changed swiveling speed can be carried out in order not to give the test subjects the opportunity to adjust to the new situation. It did also proved to be advantageous if a ramp circuit connected to the control side of the flow rate regulator and adjustable by the central control unit is provided in order to provide a ramp-shaped transition with adjustable steepness in the event of speed changes.
  • pressure changes can also be made during a measurement process, and it is particularly advantageous if a ramp circuit connected to the control side of the pressure control valve and adjustable by the central control unit is provided in order to provide a ramp-shaped transition with adjustable steepness in the event of pressure changes.
  • the respective measurement result can be continuously monitored, for example on an oscilloscope.
  • a measured value memory connected to the measuring device and the monitoring unit for storing the torque measured values and preferably also the associated parameters relating to the angular position, pivoting direction, pivoting speed and Pressure is provided.
  • an output device such as a data viewing panel and / or a printer, can be connected to the measured value memory.
  • the measuring device continuously detects, for example, the bending of the measuring lever. If the control unit now continuously receives information from the control unit about the respectively desired angular position and swiveling speed at which the muscle strength is to be recorded, it can now advantageously be provided that the measuring device has a measured value output to which, for example, a measured value memory is connected is connected upstream gate circuit, which is connected to the control unit with a control input.
  • the monitoring unit thus controls the gate circuit in accordance with the selection of the respective parameters in order to supply the measured values to the measured value memory or another measured value output unit at the moment selected.
  • the seat and the backrest assigned to it are adjustable by means of hydraulic motors and these hydraulic motors are also connected with their control circuits to the central control unit, the position of the seat or the backrest detecting position transmitters and associated storage units for storage position values after a setting of the seat and the backrest are provided for a specific person, which position values can be read out by the control unit for setting the seat and backrest during a later measurement for this person.
  • a circuit design with separate components such as transducers, measuring amplifiers, memory circuits, A / D or D / A converters, comparators, sensors, control circuits, control amplifiers etc. can be provided to implement the central control unit and the monitoring unit;
  • an implementation with a common processor can also be considered here, which circles via corresponding coupling circuits with the individual settings 1 of the setting elements in the hydraulic system - to form the control unit - and with the individual measuring or encoder circuits to form the monitoring unit and also the torque measuring device - and to which an input unit, for example with a keyboard, with setting potentiometers etc., is assigned as a selection device.
  • a monitor and a printer can be connected to this processor.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a device for recording the muscle strength during knee flexion and extension;
  • Figures 2a and 2b together a more detailed circuit diagram of such a device.
  • Fig. 3 is a block diagram of a Mahsauf construction, in which a processor is used to implement the monitoring unit and the central control unit;
  • 4 shows a schematic diagram ⁇ over ⁇ to illustrate a measurement process;
  • FIG. 5 shows a state diagram belonging to the diagram of FIG. 4 to further illustrate the sequence of the measurement process when using the device according to FIG. 2a;
  • FIGS. 6 and 7 two further diagrams corresponding to the diagrams of FIG. 5 to illustrate two further possible measuring procedures.
  • FIG. 1 generally shows, partly in a schematic side view, partly in a block diagram, a device for recording muscle strength during knee extension and / or flexion, with a backrest 1 at 2 and a seat on a frame (not shown) 3 are pivotally mounted at 4. Furthermore, a measuring lever 5 is pivotally mounted about a pivot axis 6 on this frame (not shown in more detail), this pivot axis 6 essentially extending through the moment pole when a subject (a subject) PR is bent or knee extended. To achieve this, the seat 3 and the backrest 1 are adjustable or pivotable, as will be explained in more detail below with reference to FIG. 2b.
  • the measuring lever 5 is assigned a hydraulic swivel drive device, generally designated 7, which comprises a hydraulic motor 8, for example in the form of a double-acting working cylinder, and an associated hydraulic system 9 with a pump 11 driven by an electric motor 10.
  • the hydraulic motor 8 drives a chain 12 via its piston rod, which runs over gears or sprockets (not shown), one of which is rigidly coupled to the measuring lever 5, so that it moves back and forth going to be able to pivot - corresponding to the back and forth movement of the working cylinder 8, cf. the swivel angle ⁇ measured from a horizontal H in Fig.l.
  • a cuff or fetlock 13 is also attached, which can be attached to the lower leg of the subject PR in the area directly above the ankle, the distance of this fetlock 13 from the pivot axis 6 is known, so that upon detection of the subject by the measuring lever 5 exerted torque M based on the familiarity of this distance or lever arm, conclusions about the force applied by the test person (or angular acceleration ⁇ ) are possible.
  • an angular position indicator 14 is provided which is coupled to the chain 12 in the present example and thus detects the angular position of the measuring lever 5 via the position of the chain 12.
  • a strain gauge full bridge 15 is also attached to the measuring lever 5 as a torque measuring device, which, when a torque is applied to the measuring lever 5 by the test subject, detects the bending of the measuring lever 5 caused thereby at a known distance from the axis 6.
  • This measuring device or strain gauge full bridge 15 is designed in a manner known per se
  • Converter-measuring amplifier circuit 16 and a gate circuit 17, the purpose of which will be explained in more detail below, are connected to a measured value output unit 18.
  • the measured values obtained can be output, for example, on a screen, not shown, a platter or a printer.
  • the angular position detector 14 is in a corresponding manner via a measuring line in the
  • Converter-measuring amplifier circuit 19 can be arranged, connected to a monitoring unit 20 which continuously monitors the angular position of the pivot lever 5.
  • the hydraulic system 9 contains a directional control valve 21 directly upstream of the working cylinder 8, with which the fluid connections of the working cylinder 8 can be exchanged, and thus for the selection of the direction of the Serves pivoting movement; accordingly, this directional control valve 21 is also referred to below as a directional selection directional control valve.
  • Another directional control valve 22 is used to select the operating mode for the respective measuring process, which is why this directional control valve is also referred to below as the operating mode selection directional control valve 22.
  • the pump 11 when this mode selection directional control valve 22 is in the cross position, delivers ö1 to the working cylinder 8, whereas in the parallel position of the operating mode selection directional control valve 22 shown in FIG. 1, there is a closed circuit in which furthermore, in addition to the directional selection directional control valve 21, a flow regulator 23 is arranged in order to fix the working speed of the working cylinder 8 and thus the swiveling speed of the measuring lever 5 via the adjustment of the flow quantity.
  • This flow regulator 23 operates in the other operating mode, when the operating mode selector valve 22 is in the cross position, on the oil drain side.
  • the pump 11 conveys the fluid (ö1) back into the tank 24.
  • an adjustable pressure control valve 25 is provided, which, as will be explained in more detail below, is electronically monitored, just like the flow rate regulator 23, and with which the fluid pressure in the hydraulic system can be adjusted.
  • a central control unit 26 with an associated selector 27 is provided, the components of the hydraulic system being indicated by dashed lines with the control lines Control unit 26 are connected, the respective settings can be made about the desired swivel speed ⁇ , the system pressure P, the measuring angle ⁇ and the operating mode via the selector 27.
  • the control unit 26 can be designed such that it automatically switches over the directional selection directional control valve 21 when the respective end positions of the working cylinder 8 or measuring lever 5 are reached carries out so that the measuring lever 5 automatically swings back again after swiveling forward and then swivels forward again etc.
  • Such a control can be implemented, for example, with the aid of limit switches (not shown in more detail), as is known per se to the person skilled in the art, so that no further explanation is required for this.
  • control line to the directional selection directional valve 21 is designated 28, the directional choice being indicated in the drawing with +/- (+ for stretching or pivoting clockwise, - for bending or pivoting counterclockwise).
  • the control line to the flow rate controller 23 is designated 29, the swivel or angular velocity to be set being indicated by ⁇ .
  • the operating mode selection directional valve 22 is connected to the control unit 26 via a control line 30, and the pressure regulating valve 25 is connected to the control unit 26 via a control line 31, the system pressure to be set being indicated by P.
  • control or switching line between the control unit 26 and the electric motor 10 is designated by 32, wherein the electric motor can be a contactor-operated motor with a bimetallic release. 1, behind the gate circuit 17, the measured value ⁇ obtained for the measuring torque M, corresponding to the angular acceleration caused by the test subject PR or the force exerted by it, is indicated.
  • the monitoring unit 20 can, for example, be provided with a comparator circuit, as indicated by dashed lines in FIG. 1 at 33, and if the measured angle ⁇ corresponds to the target angle ⁇ , the is transmitted by the control unit 26 via a connecting line 34, the gate circuit 17 is opened. To the. Output unit 18 can then be connected to a measured value memory 35, which is connected to the monitoring unit 20 (or to the control unit) with a second input, in order to always receive a related pair of measured values ⁇ / ⁇ .
  • the parameters entered in this way can be stored in a memory 43, which is only indicated schematically, wherein the stored parameters can be called up via a sequence controller 44, likewise indicated only schematically, of the central control unit 26 and fed to the control lines 28 to 31.
  • the hydraulic motor 8 is connected in a closed circuit in which the flow rate regulator 23 is also present, so that in this position the measuring lever 5 is not forced to pivot by the swivel drive device 7 , but a swiveling movement can only take place on the basis of the torque exerted by the test subject PR.
  • the swiveling movement can only take place at a fixed angular speed, corresponding to the setting of the flow rate regulator 23, and the torque exerted by the test subject can, as already explained, be detected with the aid of the measuring device 15, 16.
  • the pump 11 conveys fluid to the hydraulic motor 8, the flow rate controller 23 again causing a fixed setting of the swiveling speed ⁇ on the return side.
  • the test subject PR is forced to pivot the lower leg via the measuring lever 5, and when carrying out the torque measurement, the test subject must try to press against the moving measuring lever in this operating mode, and he can either try the measuring lever 5 to brake or swivel faster. In this case, too applied muscle force via the measuring device 15, 16 detected by detecting the bending of the measuring lever 5.
  • the test subject PR is strapped to the seat 3 or the backrest 1, but this is not illustrated in more detail in FIG. 1.
  • This strapping with belts ensures that the measuring torque can be compensated by a corresponding supporting torque, so that the rest of the subject's body remains essentially motionless during the measurement.
  • additional lateral handles can be provided, on which the test subject PR is supported with his hands, as indicated schematically at 45 in FIG. 2a.
  • FIGS. 2a and 2b represent a hydraulic and electrical circuit diagram in which the connection of the two partial figures FIGS. 2a and 2b at X or with corresponding figures indicated between brackets is indicated) again the seated and strapped test subject PR, who is seated on the seat, which is not shown in more detail, whose lower leg is firmly connected to a measuring lever 5, indicated schematically by dashed lines with its longitudinal axis.
  • This measuring lever 5 is driven, for example via a safety slip clutch 46, by a hydraulic motor 8 which is designed here as a rotator and which is connected upstream of the directional control directional control valve 21 which, in addition to the X and II positions, also has a zero or blocking position Has.
  • the angular position detector 14 works here with a measuring disc 47 firmly connected to the measuring lever 5 in order to detect the respective angular position of the measuring lever and via a converter 48, where the angle changes are converted into voltage changes, and an analog / digital converter 49 to one Monitoring unit (20 in Fig. 1) belonging to the comparator 33.
  • a digital value for a preselected measuring angle ⁇ is supplied by a central processor 50, which is provided for implementing the central control unit 26 illustrated in FIG. 1 and also preferably (at least partially) the monitoring unit 20.
  • a central processor 50 which is provided for implementing the central control unit 26 illustrated in FIG. 1 and also preferably (at least partially) the monitoring unit 20. It should be mentioned that in particular the The measured swivel angle ⁇ can be compared with the setpoint angle in a comparator circuit recorded in the processor 50, so that the separate comparator 33 according to FIG. 2 (and FIG. 1) can then be dispensed with.
  • the torque applied by the test subject PR or the applied muscle force is in turn detected by detecting the bending of the measuring lever 5 and thus the angular acceleration ⁇ by a measuring device with a strain gauge full bridge 15, to which a transducer 51 is assigned, by the length changes detected by the strain gauges convert it into an electrical resistance change.
  • An analog / digital converter 53 is connected downstream of this converter 51 via a measuring amplifier 52.
  • This A / D converter 53 is also connected with a control input to a measuring range circuit 54, which in turn can be connected, for example, to the processor 50 on the input side in order to be able to select the respective measuring range — optionally automatically.
  • the measured value for the angular acceleration ⁇ (and thus for the measuring torque) obtained at the output of the A / D converter 53 is fed to a comparator 55, which receives a minimum angular acceleration comparison value ⁇ e from the processor 50 at its second input.
  • This comparison value is selected before a measurement is carried out, in accordance with an expected measurement torque, and with the aid of the comparator 55 it is therefore possible to pass only those torque measurement values to an evaluation circuit, preferably in the processor 50, which are above the preselected one Comparative values are, with other waits, such torque measurements are not registered from the outset, but are eliminated, which occur when the test person with insufficient force against the measuring lever 5 - be it with an extension or with a flexion (Flexion) - presses.
  • the separate comparator 55 can be omitted if this torque comparison is carried out by the processor 50 itself, i.e. A corresponding comparator circuit is implemented in processor 50. For the rest, a corresponding comparator 55 is drawn in with dashed lines in FIG. 1.
  • the processor 50 also includes those shown in FIG. 1 illustrated at 18 Measured value output unit, and the processor 50, apart from its internal working memory, can be assigned an external memory corresponding to the memory 35 in FIG. 1, in which the torque measured values together with the desired parameters, in particular the associated angular position values ⁇ , can be saved. Similar to FIG. 1, a memory 43 can also be provided for the entered parameters, to which the processor 50 is connected via a corresponding line bus.
  • the control line 28 in turn leads from the processor 50 to the directional selection directional valve 21 and the control line 30 to the operating mode selection directional valve 22, which here, like the directional control valve 21, also has a zero or blocking position apart from the X and II positions.
  • the hydraulic system 9 is the one mentioned via a bridge circuit with four check valves 59, 60, 61 and 62
  • Mode selection directional valve 22 is connected to the directional selection directional valve 21.
  • the fluid flows back into the tank 24 via the flow rate regulator 23, the pump 11 conveying the fluid directly to the hydraulic motor 8 via the directional control valves 22 and 21.
  • the measuring lever 5 is in turn not forced to perform a pivoting movement by the hydraulic drive device; rather, pivoting takes place again only with a corresponding torque applied by the test subject PR.
  • the speed at which the measuring lever 5 is pivoted is determined by the flow rate controller 23 and the flow rate regulated by it.
  • the flow rate controller 23 is transmitted by the processor 50 via the control line 29 and a digital / analog converter 63 and a control amplifier 64, the setting value being shown in FIG at 65 further a converter is illustrated to the applied
  • a pressure measuring device 67 is connected via a measuring line, which is connected via an associated converter 68, in which the pressure changes are converted into current changes, as well as a measuring amplifier 69 and an analog / digital Converter 70 delivers corresponding pressure measurement values to a comparator 71.
  • the measured system pressure (actual value) is compared with a value derived from the desired pressure value supplied via the control line 31 to the pressure control valve 25 in order to effect a corresponding readjustment of the system pressure.
  • the measured system pressure is fed via line 72 to processor 50 for registration and storage, if desired.
  • the actual value / setpoint value comparison for the system pressure itself can also be carried out directly on the pressure control valve 25.
  • the pressure is set via the control line 31, in which a digital / analog converter 73 and a control amplifier 74 are accommodated.
  • a “measured” pressure setpoint is obtained via a connected analog / digital converter 75 and used for the actual value / setpoint comparison.
  • FIG. 2a the control line 32 to the electric motor 10 and the pump 11 coupled to it are again illustrated, corresponding to FIG. 1.
  • a hydraulic line 77 (FIG. 2b) leading to working cylinders for the seat and backrest adjustment is also connected to the pump main line 76, this part of the diagram being explained in more detail below.
  • ramp circuits 78 and 79 are provided in the control circuits for the flow rate controller 23 and the pressure control valve 25, which are designed in a conventional manner and over Control inputs are connected to processor 50.
  • These ramp circuits 78, 79 serve to provide an increase or decrease in the case of changes in the swiveling speed or in the pressure which deviate from a fixed or standard increase or decrease.
  • three different options are shown in FIG. 7 for setting the swivel speed (increase from zero to the desired angular speed), a standard increase being illustrated at 80, the duration of which is, for example, 50 ms.
  • a steeper, shorter or a less steep, longer ascent is shown, and these other inclines can be set with the aid of the ram circuits, here the ramp circuit 78, via the processor 50 or the input unit assigned to it. Similar to the ascent 80, 81 and 82, the slope of the descending ramp can of course also be set with the aid of the ramp circuits 78 and 79.
  • the backrest 1 and the seat 3 are assigned to working cylinders 83 and 84 for their adjustment.
  • These working cylinders 83, 84 are connected with their hydraulic connections, for example via check valves shown in the drawing, to associated control valves 85 and 86, respectively, which are connected to the already mentioned line 77, through which the pump delivers fluid.
  • the control cylinders 85, 86 are connected to the processor 50 via control lines 87, 88 so that they can be brought into the working position required for the desired seating position.
  • position transmitters 89, 90 are provided, for example interacting with the piston rods of the working cylinders 83, 84, via converters 91 and 92, respectively, in which the changes in travel are converted into changes in voltage, and analog / Digital converters 93 and 94 are connected to the processor 50 in order to supply the respective position measurement values. This can be done for a specific subject
  • Position measurement values are registered and stored when the seat 3 and the backrest 1 are adjusted for the first time, and these position measurement values can be used as setpoints from the memory, for example the memory 35 according to FIG. 2a, in later measurements which are carried out on the same subject , in the they were registered at the first position, read out and compared with the current actual position values, which are transmitted by the position transmitters 89, 90, in a comparator circuit provided in the processor 50 until the desired or desired position of the seat 3 and the Backrest 1 is reached. In this way, an automatic adjustment of the subject's sitting position can be achieved in later measurements.
  • FIG. 3 shows a greatly simplified diagram of the device described above, for better clarity, the subject PR acting on the measuring lever 5 and the hydraulic drive device 7 assigned to the measuring lever 5 being shown.
  • the processor 50 is shown, which is provided for the implementation of the monitoring unit 20 and the control unit 26 according to FIG. 1, and which can also be used to evaluate the measured values, i.e. via which the measurement values are registered and saved.
  • This processor 50 is associated with the measured value memory 35, an input unit 95, which forms the selector 27 with inputs corresponding to the inputs 36 to 42 according to FIG. 1 and further inputs, as well as a screen 96 and a printer 97.
  • 4 shows the swivel or angular velocity ⁇ over the swivel angle ⁇ , the measurement process being started at an initial angle ⁇ 0 in which the measuring lever was still at rest.
  • the measuring lever 5 is now pivoted by the hydraulic drive device 7, the target angular velocity ⁇ being reached after a rise time of, for example, 50 ms (standard rise, ie control via the ramp circuit 78 would be inoperative here).
  • a rise time for example, 50 ms (standard rise, ie control via the ramp circuit 78 would be inoperative here).
  • the torque applied by the test subject should now be recorded.
  • the processor is preferably set up to determine several, for example two, setting angles ⁇ 1, ⁇ 2 according to this setting angle ⁇ e, the respective torque being recorded at these two angles ⁇ 1, ⁇ 2 is interpolated between the two measured torque values thus obtained in order to obtain a torque value at the setting angle ⁇ e.
  • a linear interpolation can be carried out, for example.
  • a series of measurements of nineteen measurements each is taken at angle ⁇ 1 as well as angle ⁇ 2 within a period of, for example, 40 ms, ie nineteen measurements with a frequency of 25 Hz, that is, a measurement is carried out every 2.2 ms, after which an arithmetic averaging over these nineteen measurements is carried out in a series of measurements in order to obtain one or the other measured torque value at the angle ⁇ 1 or ⁇ 2.
  • the distance between the two measurements, corresponding to the distance between the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 can vary, for example, between 40 ms and 3 min.
  • the start of a measuring process is illustrated at 98, and at 99 the angular velocity ⁇ (target angular velocity) selected - via the selection device 27 according to FIG. 1 or input unit 95 according to FIG. 3 - is determined.
  • the pressure is then selected at 100 and the ramp for the pressure setting (ramp circuit 79 in FIG. 2a) is determined at 101.
  • the electric motor is then turned on to drive the pump.
  • the operating mode is then selected at 103 (setting of the directional control valve 22), and the angular position in which the measuring lever 5 is located is measured at 104.
  • An initial angle for the actual measuring process (initial angle ⁇ 0 in FIG.
  • the directional selection directional control valve is now brought into the X or II position, depending on whether an extension or flexion is desired.
  • a torque measurement or measurement of the angular acceleration ⁇
  • the mode selection directional control valve 22 is brought into the zero position at 113, after which this directional control valve is manually set to the position desired in accordance with the selected mode of operation, whereby the return to point 103 of the flow chart is made is.
  • the two measurements for the torque are each a series of measurements with 19 measurements in which an arithmetic averaging is carried out in order to obtain the respective measured torque value ⁇ 1 or ⁇ 2, and these measured values are in the Evaluation unit or used in the processor, for example, by linear interpolation or by another algorithm to obtain an average measured torque value.
  • the message is transmitted to the subject at 117 that the extension (flexion) is now to be ended.
  • the processor then brings the directional control directional control valve 21 into the zero position, after which there is a pause at 119, preferably with a predeterminable duration.
  • the desired number n (cf. FIG.
  • the engine is then switched off at 122, after which the ramp circuit (for the pressure regulator control circuit) is deactivated at 123; finally at 124 the system pressure is zeroed, at 125 the flow controller is reset to the default setting, and at 126 the mode selector valve 22 is reset.
  • the registered measured values can then be stored at 127 and / or displayed on the screen and / or printed out. Finally, the end of the measuring process is illustrated at 128.
  • FIG. 6 illustrates a procedure for the detection of the torque that is modified compared to FIG. 4.
  • the measuring lever 5 is first brought to a first predetermined angular or pivoting speed ⁇ 1, and at a predetermined point in time or in a predetermined angular position ⁇ T, a switch is made to a higher angular speed ⁇ 2, which follows a certain rise time, for example in accordance with the setting of the ramp circuit 78, is reached at a swivel angle ⁇ S.
  • the measurement angle ⁇ e can follow, at which the torque is detected.
  • This change in speed can be carried out both with a forward swivel (extension) and with a backward swivel (flexion), similar to the measuring process explained above with reference to FIG. 4 or the measuring process to be explained below according to FIG. 7 for forward swiveling as well as for backward swiveling of the measuring lever can take place.
  • Fig. 6 is then a dashed lines a modification of the measuring process with a change of
  • Swiveling speed illustrated, in which case a higher speed is first used, from which the brake suddenly decelerates to a low angular speed in order to carry out the torque measurement immediately thereafter.
  • Fig. 7 a procedure is illustrated, in which essentially only a constant angular velocity ⁇ is provided, but at which a sudden, brief reversal of direction in the pivoting movement takes place, the torque being detected in the region of this reversal of direction, in order to also here the possibility of a Exclude adjustment on the part of the subject.
  • the pivoting movement carried out up to that point is switched off, and after a drop, the inclination of which can be adjusted with the ramp circuit 78, the movement is reversed until the angle ⁇ 3, which lies before the angle ⁇ 4 , is achieved, in which the direction of movement is changed again - by switching the directional control valve 21 - so that after a fall and a new rise time, the original direction of movement is given again, as illustrated by arrows in FIG. 7.
  • Torque measurement can be made during the return movement in the range between ⁇ 4 and ⁇ 3 or after the second switchover with the new swiveling movement in the original direction between ⁇ 3 and ⁇ 4 Torque measurement can be made.
  • the distance between the angular positions ⁇ 4 and ⁇ 3 can be, for example, 120 ms.
  • the rise or fall times can again be, for example, 50 ms or more or less, depending on the setting of the ramp circuit 78.
  • a fixed sequence control 44 assigned to the control unit 26 this can be carried out in a manner known per se to the person skilled in the art, e.g. with clock pulse generator, timers, counters, gate circuits and converters or converters, depending on the desired sequence of a measuring process (e.g. according to Fig. 4 or 6 or 7). It is also possible to provide several selectable sequential controls 44 in parallel next to one another.
  • the central control unit 26 is implemented with a processor, such as the processor 50 according to FIG. 2, the (respective) sequence control can be implemented, for example, by a so-called PROM or EPROM circuit. Furthermore, a subdivision of the block 50 with dashed lines indicates in FIG. 2a that the processor 50 fulfills the tasks of the central control unit 26, the monitoring unit 20 and also the measured value output circuit 17, 18 according to FIG. 1.
  • FIG. 2a it is also schematically illustrated at 129 that an actual value / setpoint value comparison is carried out on the flow rate controller 23 in order to carry out continuous readjustment, even when the pressure or load changes.
  • Such flow controllers with associated comparison circuit are commercially available; for example, the flow control valve has been used in experiments
  • Rexroth type 2FRE6B-1X / 10QMV with associated control loop Rexroth type VT5010 S20 has proven to be advantageous.
  • a flow rate actual value / setpoint value comparison can, however, also be carried out by means of a comparison circuit implemented in the processor 50, as indicated schematically at 130 in FIG. 2a with dashed lines.
  • a commercially available proportional control valve with control circuit such as the pressure control valve Rexroth type DBEM10-30 / 200Y with control circuit VT2000 S20, can also be used as the pressure control valve 25.

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Description

EINRICHTUNG ZUR ERFASSUNG DER MUSKELKRAFT
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung der Muskelkraft bei der Kniestreckung und/oder -beugung, mit einem Gestell, an dem ein verstellbarer Sitz sowie ein mit dem Unterschenkel zu verbindender schwenkbarer Meßhebel vorgesehen sind, dem eine hydraulische Schwenkantriebsvorrichtung zugeordnet ist, die einen Hydraulikmotor umfaßt, der mit einer Pumpe über ein Hydrauliksystem verbunden ist, in dem ein einstellbarer Durchflußmengenregler zur Einstellung der Schwenkgeschwindigkeit, ein einstellbares Druckregelventil, ein Wegeventil zur Mahl der Richtung der Schwenkbewegung sowie ein Wegeventil zur Wahl der Betriebsart angeordnet sind, wobei die Pumpe in einer Betriebsart Strömungsmittel zum Hydraulikmotor und in einer anderen Betriebsart der Hydraulikmotor in einem geschlossenen Kreislauf geschaltet ist, mit einer bei einer Kniestreckung und/oder -beugung eine Biegung des Meßhebels und damit ein auf den Meßhebel ausgeübtes Drehmoment erfassenden Meßvorrichtung, z .B. mit Dehnmeßstreifen, sowie mit einem die Winkelstellung des Meßhebels erfassenden Winkelstellungsmelder.
Die Bestimmung der effektiven Muskelkraft ist ganz allgemein problematisch, da die Messung, wie immer sie durchgeführt wird, von verschiedenen Faktoren beeinflußt werden kann und wird, deren Berücksichtigung oder Ausschaltung zumindes bei den bisherigen Meßmethoden jedoch nur ungenügend möglich ist. Zu diesen Faktoren gehört, abgesehen von der Bedeutung der psychischen Einstellung der jeweiligen Person, deren Muskelkraft, gemessen werden soll, und bei der im Moment der Messung nicht immer der Wille zur 'maximalen Anstrengung' gegeben ist, auch die Abhängigkeit der Kraft von der Kontraktionsgeschwindigkeit eines Muskels und von der Muskellänge (sogen. Sarkomerlänge) und der Muskelbelastung. Diese Abhängigkeit wird beispielsweise bei der aus der veröffentlichten internationalen Anmeldung WO 80/00308 bekannten Einrichtung zur Messung der Muskelkraft nicht berücksichtigt, und demgemäß können mit dieser bekannten Einrichtung keine wirklich aussagekräftigen Meßwerte über die jeweilige zu erfassende Muskelkraft erhalten werden. Dies gilt in entsprechender Weise auch für die Einrichtung gemäß der US-PS 3 465 592, in der ein Hydrauliksystem mit einem schwenkbaren Meßhebel beschrieben ist, wobei das Hydrauliksystem dem von einer Person auf den Meßhebel ausgeübten Drehmoment einen Widerstand entgegensetzt. Diese bekannte Einrichtung ist auch weniger als Meßeinrichtung als vielmehr als Trainingsgerät konzipiert, um bestimmte Muskelpartien gezielt zu trainieren.
Es wurde sodann auch bereits vorgeschlagen, zur Erfassung der Muskelkraft bei einer Kniebeugung und/oder Kniestreckung einen im Bereich des Kniegelenkes schwenkbar gelagerten Meßhebel mit einer bestimmten, festenWinkelgeschwindigkeit hin und her zu schwenken, und den Probanden dabei in der einen Betriebsart entweder im Sinne einer Beschleunigung dieser Schwenkbewegung des Meßhebels oder aber im Sinne einer Abbremsung auf diesen Meßhebel ein Drehmoment ausüben zu lassen. In der anderen Betriebsart liegt der Hydraulikmotor in einem geschlossenen Kreis, wobei der Meßhebel nicht angetrieben wird, und der Proband kann den Meßhebel (bei Überwindung eines Systemdrucks) verschwenken, wobei der Durchflußmengenregler wiederum die Geschwindigkeit festlegt. Dazu wird der Unterschenkel im Bereich des Knöchels über eine Manschette oder Fesselkrause mit dem Meßhebel fest verbunden, und der Proband versucht nun, den Meßhebel schneller oder langsamer als durch ein hydraulisches System bewirkt zu bewegen. Dabei wird eine gewisse Biegung des Meßhebels herbeigeführt, die über eine Dehnmeßstreifen-Vollbrücke erfaßt wird. Um hiebei weiters die Abhängigkeit von der Muskellänge in den Griff zu bekommen, wird die Biegung - und damit das vom Probanden ausgeübte Drehmoment - immer in einer bestimmten Winkellage des Meßhebels erfaßt, so daß auch in dieser Hinsicht eine Reproduzierbarkeit gegeben ist. Diese Meßwinkelstellung des Meßhebels wird dabei derart festgelegt, daß der Meßhebel bei Durchlaufen dieser Winkelstellung seine vorgegebene Winkelgeschwindigkeit aufweist, d.h. diese Winkelstellung darf nicht zu nahe an den beiden Umkehrlagen des Meßhebels festgelegt werden. Dabei ist es jedoch möglich, daß der Proband bei Erreichung dieser Winkellage nicht mehr mit voller Kraft auf den Meßhebel einwirkt, gleichgültig ob im überwindenden oder abbremsenden Bereich, was auf eine psychische oder auch physische Ermüdung, mangelnde Einstellung und dgl. zurückzuführen sein kann. Andererseits ist auch denkbar, daß die Versuchsperson in einem Lernprozeß sich auf diese spezielle Meßmethode einstellt und versucht, sich gerade im fraglichen Winkelbereich besonders anzustrengen, wobei aber auch hier, etwa weil der richtige Zeitpunkt, in dem die Messung vorgenommen wird, verpaßt wird, verfälschte Meßergebnisse die Folge sein können.
Es ist daher Ziel der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der die genannten äußeren Einflüsse auf die Messung praktisch vollständig ausgeschaltet werden können, und mit der somit in reproduzierbarer Weise auch über längere Zeiträume hinweg, etwa um die Entwicklung der Beinmuskulatur zu beobachten und zu erfassen, die Muskelkraft gemessen werden kann.
Hierzu ist die erfindungsgemäße Einrichtung der eingangs angeführten Art dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Steuereinheit vorgesehen ist, mit der der Durchflußmengenregler, das Druckregelventil sowie die Wegeventile für die Wahl der Betriebsart und der Richtung der Schwenkbewegung steuerseitig verbunden sind, und die eine Wähleinrichtung zur Einstellung des Durchflußmengenreglers, des Druckregelventils und zumindest des Wegeventils für die Wahl der Betriebsart umfaßt, und daß mit dieser zentralen Steuereinheit sowie dem Winkelstellungsmelder und der Meßvorrichtung eine Überwachungseinheit zur zumindest im wesentlichen laufenden Überwachung der Winkelstellung und Schwenkgeschwindigkeit des Meßhebels verbunden ist, um bei einem vorherbestimmten Schwenkwinkel und/oder bei einer vorherbestimmten Schwenkgeschwindigkeit des Meßhebels dessen Biegung und somit das aufgebrachte Drehmoment selbsttätig zu erfassen.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, während einer Messung verschiedene Parameter, wie die Ge5chwindikeit der dem Meßhebel aufgezwungenen Schwenkbewegung, die Winkelstellung des Meßhebels, bei der die Meßvorrichtung aktiviert wird, den Systemdruck und dgl., zu variieren, so daß es dem Probanden nicht möglich ist, sich auf eine bestimmte Meßtechnik einzustellen, wobei zu erwähnen ist, daß auch die Zielvorstel lung 'kräftiger zu sein als bei der vorherigen Messung' einen Anpassungsreiz darstellt, der für die Messung unerwünscht ist, weil sich dadurch die Motivationsstruktur ändert. Für die Meßaufgabe ist es wichtig, daß ein gefestigtes Bewegungsmuster bzw. eine feste Bewegungsvorstellung beim Probanden mit der Aufforderung 'maximal gegen den Meßhebel drücken' abruf bar ist. Dies ist umso leichter, je weniger der Proband über den tatsächlichen Meßvorgang und Meßzeitpunkt weiß, wie dies bei der vorliegenden Einrichtung der Fall ist. Beim Meßvorgang wird dabei über das Hydrauliksystem die Winkelgeschwindigkeit des Meßhebels konstant gehalten. Das Drehmoment der Kniebewegung wird über die Meßvorrichtung, etwa mittels einer Dehnmeßstreifen-Vollbrücke, im interessierenden Winkelbereich, der parallel überwacht und registriert wird, aufgenommen. Die Messung ist dabei in zwei Betriebsarten, im myodynamischen bzw. überwindenden oder im externen bzw. nachgebenden Pumpenbetrieb, möglich, wobei auch eine methodisch gesicherte Reproduzierbarkeit durch Mehrfachmessen, mit anschließender Fehlerausgleichsrechnung, durch das erwähnte Verhindern von Lernen durch das Meßergebnis sowie auch durch das Vorliegen eines stabilen und einfachen Bewegungsmusters möglich ist. In der Folge können Einflüsse oder Störgrößen auf das Skelettmuskelsystem, wie z.B. Therapiereize, Trainingsreize, medikamentöse Einflußnahmen, Höhenlagen oder Sch.merzen, die variiert werden können, bei Messungen über den entsprechenden Zeitraum, z. B. einige Wochen, mit guten Ergebnissen beurteilt werden. Demgemäß ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit besonderem Vorteil bei der Kontrolle bzw. Überprüfung der Muskelentwicklung in der Sportmedizin, Rehabilitation und im Breiten- sowie Spitzensport verwendbar, wobei Kräftigungsmethoden und Trainingsmethoden bzw. deren Effizienz überprüft werden können. Auch ist die Einrichtung zu statistisch gesicherten Reihenuntersuchungen im Gesundheitswesen, im Militärdienst oder bei der Leistungsdiagnostik vorteilhaft zu verwenden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist sodann dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinheit weiters die Richtung der Schwenkbewegung des Meßhebels durch Erfassung der Ansteuerung des Wegeventils für die Richtungswahl durch die zentrale Steuereinheit überwacht, um die Biegung des Meßhebels bei einer ausgewählten Schwenkrichtung zu erfassen. Auf diese Weise kann die Erfassung der Muskelkraft selbsttätig bei der Kniebeugung und/oder bei der Kniestreckung bewerkstelligt werden, was deshalb von Bedeutung ist, da beim Beugen bzw. Strecken jeweils andere Muskelpartien verkürzt werden bzw. sich längen. Eine Drucklimitierung ist in erster Linie auch al Sicherheit gegen Muskelkräfte von Bedeutung.
Beispielsweise zwecks Anpassung an die jeweilige physische Stärke einer Versuchsperson kann der Druck im Hydrauliksystem durch entsprechende Einstellung des Druckregelventils gewählt werden. Um hier etwaige Druckabweichungen zu registrieren, sowie auch aus Sicherheitsgründen ist es erfindungsgemäß weiters günstig, wenn die Überwachungseinheit auch zur zumindest im wesentlichen laufenden Überwachung des durch das Druckregelventil eingestellten Drucks eingerichtet ist.
Um den eigentlichen Meßvorgang völlig automatisch ablaufen zu lassen, wobei auch mehrere Messungen hintereinander, mit geänderten Parametern, möglich sind, ist es von Vorteil, wenn der Messung vorhergehend die jeweils gewünschten Parameter festgelegt werden. Demgemäß ist eine vorteilhafte Ausführungsform der erf indungsgeäßen Einrichtung weiters dadurch gekennzeichnet, daß der zentralen Steuereinheit ein Speicher für die mittels der Wähleinrichtung einzugebenden Parameter, insbesondere betreffend Schwenkgeschwindigkeit, Winkelstellung und gegebenenfalls Schwenkrichtung des Meßhebels für die Erfassung von dessen Biegung, zugeordnet ist.
Auch ist es hier günstig, wenn die zentrale Steuereinheit eine Ablaufsteuerung zur Vorgabe eines bestimmten Schwenkbewegungsablaufes für den Meßhebel bei einem Meßvorgang aufweist.
Als vorteilhaft hat sich auch erwiesen, wenn die Überwachungseinheit einen mit dem Durchflußmengenregler verbundenen Komparator und/oder einen mit dem Druckregelventil verbundenen Komparator für einen laufenden Istwert-Sollwert-Vergleich aufweist.
Bei der Durchführung der Messung kann es beispielsweise angebracht sein, die Schwenkgeschwindigkeit des Meßhebels bei einer Verschwenkung in einer Richtung, beispielsweise im Sinne der Kniestreckung einmal oder mehrmals zu ändern, wobei die Erfassung des Knie-Drehmoments beispielsweise unmittelbar (etwa 50 ms) nach Übergang auf die geänderte Schwenkgeschwindigkeit vorgenommen werden kann, um den Probanden keine Möglichkeit zu geben, sich auf die neue Situation einzustellen. Dabei hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn eine mit der Steuerseite des Durchflußmengenreglers verbundene, durch die zentrale Steuereinheit einstellbare Rampenschaltung vorgesehen ist, um bei Geschwindigkeitsänderungen einen rampenf örmigen Übergang mit einstellbarer Steilheit vorzusehen.
In ähnlicher Weise können auch während eines Meßvorganges Druckänderungen vorgenommen werden, und es ist dabei von besonderem Vorteil, wenn eine mit der Steuerseite des Druckregelventils verbundene, durch die zentrale Steuereinheit einstellbare Rampenschaltung vorgesehen ist, um bei Druckänderungen einen rampenf örmigen Übergang mit einstellbarer Steilheit vorzusehen.
An sich kann das jeweilige Meßergebnis laufend, etwa an einem Oszilloskop, beobachtet werden. Um jedoch die Meßwerte zu einem späteren Zeitpunkt, insbesondere gesammelt, abrufen zu können, ist es vorteilhaft, wenn ein mit der Meßvorrichtung und der Überwachungseinheit verbundener Meßwertspeicher zur Speicherung der Drehmoment-Meßwerte sowie vorzugsweise auch der zugehörigen Parameter betreffend- Winkelstellung, Schwehkrichtung, Schwenkgeschwindigkeit und Druck vorgesehen ist. Dabei kann an den Meßwertspeicher eine Ausgabeeinrichtung, wie ein Datensichtgericht und/oder ein Drucker angeschlossen sein.
Die Meßvorrichtung, insbesondere die Dehnmeßstreifen-Vollbrücke, erfaßt beispielsweise laufend die Biegung des Meßhebels. Wenn nun die Überwachungseinheit von der Steuereinheit laufend Informationen über die jeweils gewünschte Winkelstellung und Schwenkgeschwindigkeit, bei der die Muskelkraft erfaßt werden soll, zugeführt erhält, kann nun mit Vorteil vorgesehen werden, daß der Meßvorrichtung eine dem Meßwert-Ausgang, an den beispielsweise ein Meßwertspeicher angeschlossen ist, vorgeschaltene Torschaltung zugeordnet ist, die mit einem Steuereingang an die Überwachungseinheit angeschlossen ist. Damit steuert die ϋberwachungseinheit in Übereinstimmung der Wahl der jeweiligen Parameter die Torschaltung auf, um im jeweils ausgewählten Moment die Meßwerte dem Meßwertspeicher oder einer anderen Meßwert-Ausgangseinheit zuzuführen.
In der eingangs genannten veröffentlichten internationalen Patentanmldung W080/00308 ist bereits beschrieben, den Sitz sowie eine ihm zugeordnete Rückenlehne zu verstellen. Dabei wird jedoch diese Verstellung händisch vorgenommen oder händisch gesteuert, wobei auch im Fall des Vorsehens von Meßeinrichtungen die jeweilige Sitzeinstellung zur Anpassung etwa an die Größe der Versuchsperson nur mühsam und ungenau bewerkstelligt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann nun in vorteilhafter Weise eine Sitz- und Rückenlehneneinstellung selbsttätig vorgenommen werden, wobei nach erstmaliger Einstellung des Sitzes bzw. der Rückenlehne zur Anpassung an die Versuchsperson die entsprechende Sitz- bzw. Rückenlehnenposition festgelegt und für spätere Meßvorgänge gespeichert und abgerufen werden kann, um den Sitz bzw. die Rückenlehne reproduzierbar in dieser Positon automatisch wieder einzustellen. Demgemäß ist es erfindungsgemäß von Vorteil, wenn der Sitz sowie die ihm zugeordnete Rückenlehne mittels Hydraulikmotoren verstellbar sind und diese Hydraulikmotoren mit ihren Steuerkreisen ebenfalls mit der zentralen Steuereinheit verbunden sind, wobei die Lage des Sitzes bzw. der Rückenlehne erfassende Positionsgeber und damit verbundene Speichereinheiten zur Speicherung von Positionswerten nach einer Einstellung des Sitzes und der Rückenlehne bei einer bestimmten Person vorgesehen sind, welche Positionswerte bei einer späteren Messung bei dieser Person von der Steuereinheit zur Einstellung von Sitz und Rückenlehne auslesbar sind.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann zur Realisierung der zentralen Steuereinheit und der Überwachungseinheit eine Schaltungsausbildung mit gesonderten Komponenten, wie Meßwandlern, Meßverstärkern, Speicherkreisen, A/D- bzw. D/A-Wandlern, Komparatoren, Gebern, Stellkreisen, Regelverstärkern etc. vorgesehen werden; mit besonderm Vorteil kann hier auch eine Realisierung mit einem gemeinsamen Prozessor in Betracht gezogen werden, der über entsprechende Koppelschaltungen mit den einzelnen Einstel 1 kreisen der Einstellelemente im Hydrauliksystem - zur Bildung der Steuereinheit - sowie mit den einzelnen Meß- bzw. Geberkreisen zur Bildung der Überwachungseinheit sowie auch der Drehmoment-Meßvorrichtung - verbunden ist, und dem eine Eingabeeinheit, z.B. mit einer Tastatur, mit Einstellpotentiometern etc., als Wählvorrichtung zugeordnet ist. An diesen Prozessor können ein Bildschirm und ein Drucker angeschlossen sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Erfassen der Muskelkraft bei der Kniebeugung und -Streckung; die Fig. 2a und 2b zusammen ein detaillierteres Schaltschema einer solchen Einrichtung; Fig. 3 ein Blockschema eines Einrichtungsauf baus, bei dem ein Prozessor zur Realisierung der Überwachungseinheit und der zentralen Steuereinheit eingesetzt ist; Fig. 4 ein schematisches Diagramm φ über φ zur Veranschaulichung eines Meßvorganges; Fig. 5 ein zum Diagramm von Fig. 4 gehöriges Zustandsdiagramm zur weiteren Veranschaulichung des Ablaufes des Meßvorganges bei Verwendung der Einrichtung gemäß Fig. 2a; und die Fig. 6 und 7 zwei den Diagrammen von Fig. 5 entsprechende weitere Diagramme zur Veranschaulichung von zwei weiteren möglichen Meßvorgangsweisen.
In Fig.1 ist allgemein, teilweise in einer schematisierten Seitenansicht, teilweise in einem Blockschaltbild, eine Einrichtung zur Erfassung der Muskelkraft bei der Kniestreckung und/oder -beugung dargestellt, bei der an einem nicht näher dargestellten Gestell eine Rückenlehne 1 bei 2 und ein Sitz 3 bei 4 schwenkbar gelagert sind. Weiters ist an diesem nicht näher dargestellten Gestell ein Meßhebel 5 um eine Schwenkachse 6 schwenkbar gelagert, wobei diese Schwenkachse 6 im wesentlichen durch den Momentpol bei einer Kniebeugung oder Kniestreckung einer Versuchsperson (eines Probanden) PR verläuft. Um dies zu erreichen, sind der Sitz 3 und die Rückenlehne 1 verstellbar bzw. schwenkbar, wie weiter unten noch näher anhand der Fig. 2b erläutert werden wird.
Dem Meßhebel 5 ist eine allgemein mit 7 bezeichnete Hydraulik-Schwenkantriebsvorrichtung zugeordnet, die einen Hydraulikmotor 8, beispielsweise in Form eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders, sowie ein zugehöriges Hydrauliksystem 9 mit einer von einem Elektromotor 10 angetriebenen Pumpe 11 umfaßt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel treibt der Hydraulikmotor 8 über seine Kolbenstange eine Kette 12 an, die über nicht näher dargestellte Zahnräder oder Kettenräder läuft, von denen eines starr mit dem Meßhebel 5 gekoppelt ist, um diesen so hin und hergehend - entsprechend der Hin-und Herbewegung des Arbeitszylinders 8 - verschwenken zu können, vgl. den von einer Horizontalen H aus gemessenen Schwenkwinkel φ in Fig.l. Am Meßhebel 5 ist weiters eine Manschette oder Fesselkrause 13 befestigt, die am Unterschenkel des Probanden PR im Bereich unmittelbar über dem Knöchel angebracht werden kann, wobei der Abstand dieser Fesselkrause 13 von der Schwenkachse 6 bekannt ist, so daß bei einer Erfassung des vom Probanden auf den Meßhebel 5 ausgeübten Drehmoments M aufgrund der Bekanntheit dieses Abstandes bzw. Hebelarms Rückschlüsse auf die vom Probanden aufgebrachte Kraft (bzw. Winkelbeschleunigung φ) möglich sind.
Um den jeweiligen Schwenkwinkel φ zu erfassen, ist ein Winkelstellungsmelder 14 vorgesehen, der im vorliegenden Beispiel mit der Kette 12 gekuppelt ist und so über die Stellung der Kette 12 die Winkelstellung des Meßhebels 5 erfaßt.
Am Meßhebel 5 ist weiters als Drehmoment-Meßvorrichtung eine Dehnmeßstreifen-Vollbrücke 15 angebracht, die bei Aufbringung eines Drehmoments auf den Meßhebel 5 durch den Probanden die hiedurch in einem - bekannten - Abstand von der Achse 6 bewirkte Biegung des Meßhebels 5 erfaßt. Diese Meßvorrichtung bzw. Dehnmeßstreifen-Vollbrücke 15 ist über einen in an sich bekannter Weise ausgebildeten
Umformer-Meßverstärker-Schaltkreis 16 sowie eine Gatterschaltung 17, deren Zweck nachstehend noch weiter erläutert werden wird, mit einer Meßwert-Ausgangseinheit 18 verbunden. Dabei können die erhaltenen Meßwerte beispielsweise über einen nicht näher veranschaulichten Bildschirm, einen Platter oder einen Drucker ausgegeben werden.
Der Winkelstellungsmelder 14 ist in entsprechender Weise über eine Meßleitung, in der ein
Umformer-Meßverstärker-Schaltkreis 19 angeordnet sein kann, mit einer Überwachungseinheit 20 verbunden, die laufend die Winkelstellung des Schwenkhebels 5 überwacht.
Das Hydrauliksystem 9 enthält ein dem Arbeitszylinder 8 unmittelbar vorgeschaltetes Wegeventil 21, mit dem die Strömungsmittelanschlüsse des Arbeitszylinders 8 vertauscht werden können, und das somit zur Wahl der Richtung der Schwenkbewegung dient; demgemäß wird dieses Wegeventil 21 nachstehend auch als Richtungswahl-Wegeventil bezeichnet.
Ein weiteres Wegeventil 22 dient zur Wahl der Betriebsart für den jeweiligen Meßvorgang, weshalb dieses Wegeventil nachstehend auch als Betriebsartwahl-Wegeventil 22 bezeichnet wird. Im einzelnen liefert die Pumpe 11, wenn sich dieses Betriebsartwahl-Wegeventil 22 in der Kreuzstellung befindet, ö1 zum Arbeitszylinder 8, wogegen in der in Fig.1 gezeigten Parallelstellung des Betriebsartwahl-Wegeventils 22 für den Arbeitszylinder 8 ein geschlossener Kreislauf gegeben ist, in dem weiters, außer dem Richtungswahl-Wegeventil 21, ein Durchflußmengenregler 23 angeordnet ist, um über die Einstellung der Durchflußmenge die Arbeitsgeschwindigkeit des Arbeitszylinders 8 und damit die Schwenkgeschwindigkeit des Meßhebels 5 fest einzustellen.
Dieser Durchflußmengenregler 23 arbeitet in der anderen Betriebsart, wenn sich das Betriebartwahl-Wegeventil 22 in der Kreuzstellung befindet, in der ölablaufseite.
In der gezeigten Parallelstellung des Betriebsartwahl-Wegeventils 22 fördert die Pumpe 11 das Strömungsmittel (ö1) zurück in den Tank 24.
Weiters ist ein einstellbares Druckregelventil 25 vorgesehen, welches, wie nachstehend näher erläutert werden wird, ebenso wie der Durchflußmengenregler 23 elektronisch überwacht wird, und mit dem der Strömungsmitteldruck im Hydrauliksystem eingestellt werden kann.
Zur Einstellung der Wegeventile 21, 22, des Durchflußmengenreglers 23 sowie des Druckregelventils 25 und auch zur Ansteuerung des Motors 10 für die Pumpe 11 ist eine zentrale Steuereinheit 26 mit zugeordneter Wählvorrichtung 27 vorgesehen, wobei die genannten Komponenten des Hydrauliksystems über strichliert eingezeichnete Steuer leitungen mit der Steuereinheit 26 verbunden sind, über die Wählvorrichtung 27 können die jeweiligen Einstellungen etwa hinsichtlich der gewünschten Schwenkgeschwindigkeit φ, des Systemdrucks P, des Meßwinkels Φ und der Betriebsart vorgenommen werden. Die Steuereinheit 26 kann dabei so ausgebildet sein, daß sie selbsttätig eine Umschaltung des Richtungswahl-Wegeventils 21 bei Erreichen der jeweiligen Endlagen des Arbeitszylinders 8 bzw. Meßhebels 5 vornimmt, um so den Meßhebel 5 nach einem Vorschwenken selbsttätig wieder zurück und sodann wieder vor usw. zu schwenken. Eine derartige Steuerung kann beispielsweise mit Hilfe von nicht näher dargestellten Grenzschaltern realisiert werden, wie dies dem Fachmann an sich geläufig ist, so daß es hiezu keiner näheren Erläuterung bedarf.
Im einzelnen ist in Fig. 1 die Steuerleitung zum Richtungswahl-Wegeventil 21 mit 28 bezeichnet, wobei die Richtungswahl in der Zeichnung mit +/- (+ für Streckung bzw. Schwenken im Uhrzeigersinn, - für Beugung bzw. Schwenken im Gegenuhrzeigersinn) angedeutet ist. Die Steuerleitung zum Durchflußmengenregler 23 ist mit 29 bezeichnet, wobei die einzustellende Schwenk- oder Winkelgeschwindigkeit mit φ angedeutet ist. Das Betriebsartwahl-Wegeventil 22 ist über eine Steuerleitung 30 an die Steuereinheit 26 angeschlossen, und das Druckregelventil 25 ist über eine Steuerleitung 31 mit der Steuereinheit 26 verbunden, wobei der einzustellende Systemdruck mit P angedeutet ist. Schließlich ist die Steuer- bzw. Schaltleitung zwischen der Steuereinheit 26 und dem Elektromotor 10 mit 32 bezeichnet, wobei der Elektromotor ein Schütz-betätigter Motor mit einem Bimetallauslöser sein kann. Weiters ist in Fig. 1 hinter der Gatterschaltung 17 der für das Meß-Drehmoment M erhaltene Meßwert φ, entsprechend der durch den Probanden PR verursachten Winkelbeschleunigung bzw. der von diesem aufgebrachten Kraft, angedeutet.
Um das Drehmoment in der gewünschten Winkelstellung φ zu erfassen, kann beispielsweise die Überwachungseinheit 20 mit einer Komparatorschal tung versehen sein, wie dies in Fig. 1 bei 33 mit strichlierten Linien angedeutet ist, und bei Übereinstimmung des gemessenen Winkels φ mit dem Sollwinkel φ, der von der Steuereinheit 26 über eine Verbindungsleitung 34 übermittelt wird, wird die Gatterschaltung 17 geöffnet. An die. Ausgangseinheit 18 kann sodann ein Meßwertspeicher 35 angeschlossen sein, der mit einem zweiten Eingang mit der Überwachungseinheit 20 (oder mit der Steuereinheit) verbunden ist, um so immer ein zusammengehöriges Meßwertpaar φ/φ zugeführt zu erhalten.
Die der Steuereinheit 26 zugeordnete Wählvorrichtung 27 kann beispielsweise mit Stel leingängen 36 (für den Meß-Schwenkwinkel φ) , 37 (für die Meß-Schwenkgeschwindigkeit φ) , 38 (für den Systemdruck P) , 39 (für die Richtungswahl +/-) , 40 (für die Betriebsartwahl, d.h. Einstellung des Wegeventils 22), 41 (für die Wahl eines Anfangswinkels, z.B. φO = 30°, ab dem der Ablauf für einen Meßvorgang erfolgt, wobei dieser Anfangswinkel in der Regel selbstverständlich kleiner als der Meß-Schwenkwinkel sein wird) und 42 (zur Wahl der Anzahl n von durchzuführenden Meßvorgängen, etwa wenn sechs gleichartige Meßvorgänge unmittelbar hintereinander durchgeführt werden sollen). Die so eingegebenen Parameter können in einem nur ganz schematisch angedeuteten Speicher 43 gespeichert werden, wobei die gespeicherten Parameter über eine ebenfalls nur schematisch angedeutete Ablaufsteuerung 44 der zentralen Steuereinheit 26 abgerufen und den Steuerleitungen 28 bis 31 zugeführt werden können.
In der dargestellten Parallel- oder II-Stellung des Betriebsartwahl-Wegeventils 22 ist wie erwähnt der Hydraulikmotor 8 in einem geschlossenen Kreislauf geschaltet, in dem auch der Durchflußmengenregler 23 vorhanden ist, sodaß in dieser Stellung dem Meßhebel 5 keine Schwenkbewegung durch die Schwenkantriebsvorrichtung 7 aufgezwungen wird, sondern eine Schwenkbewegung nur aufgrund des vom Probanden PR ausgeübten Drehmoments erfolgen kann. Die Schwenkbewegung kann dabei jedoch nur mit einer festen Winkelgeschwindigkeit, entsprechend der Einstellung des Durchflußmengenreglers 23, erfolgen, und das vom Probanden ausgeübte Drehmoment kann, wie bereits dargelegt, mit Hilfe der Meßvorrichtung 15, 16 erfaßt werden.
In der Kreuz- oder X-Stellung des Betriebsartwahl-Wegenventils 22 fördert die Pumpe 11 Strömungsmittel zum Hydraulikmotor 8, wobei der Durchflußmengenregler 23 rücklaufseitig wiederum eine feste Einstellung der Schwenkgeschwindigkeit φ bewirkt. In diesem Fall wird somit dem Probanden PR eine Schwenkbewegung des Unterschenkels über den Meßhebel 5 aufgezwungen, und bei Durchführung der Drehmoment-Messung muß in dieser Betriebsart der Proband versuchen, gegen den sich bewegenden Meßhebel zu drücken, wobei er entweder versuchen kann, den Meßhebel 5 zu bremsen oder aber schneller zu verschwenken. Auch in diesem Fall wird die aufgebrachte Muskelkraft über die Meßvorrichtung 15, 16 durch Erfassung der Biegung des Meßhebels 5 erfaßt.
Um die gewünschten Messungen durchführen zu können, wird der Proband PR am Sitz 3 bzw. an der Rückenlehne 1 festgeschnallt, was aber in Fig. 1 nicht näher veranschaulicht ist. Durch dieses Festschnallen mit Gurten wird erreicht, daß das Meß-Drehmoment durch ein entsprechendes Stützmoment kompensiert werden kann, sodaß der übrige Körper des Probanden während der Messung im wesentlichen bewegungslos bleibt. Zur Aufbringung dieses Gegen- oder Stützmoments können auch zusätzliche seitliche Haltegriffe vorgesehen sein, an denen sich der Proband PR mit den Händen abstützt, wie in Fig. 2a bei 45 schematisch angedeutet ist.
In der schematischen Darstellung von Fig. 2a und 2b (wobei diese Fig. 2a und 2b zusammen ein hydraulisches und elektrisches Schaltschema wiedergeben, bei dem die Verbindung der beiden Teilfiguren Fig. 2a und Fig. 2b bei X bzw. mit entsprechenden zwischen Klammer aufgenommenen Figurenhinweisen angedeutet ist) ist wiederum der auf dem nicht' näher ersichtlichen Sitz sitzende und festgeschnallte Proband PR veranschaulicht, dessen Unterschenkel fest mit einem schematisch mit seiner Längsachse strichliert angedeuteten Meßhebel 5 verbunden ist. Dieser Meßhebel 5 wird, beispielsweise über eine Sicherheits-Rutschkupplung 46, von einem hier als Rotator ausgebildeten Hydraulikmotor 8 angetrieben, dem das Richtungswahl-Wegeventil 21 vorgeschaltet ist, das hier außer der X- und der II-Stellung auch eine Null- oder Spεrrstel lung hat. Der Winkelstellungsmelder 14 arbeitet hier mit einer mit dem Meßhebel 5 fest verbundenen Meßscheibe 47 zusammen, um die jeweilige Winkelstellung des Meßhebels zu erfassen und über einen Umformer 48, wo die Winkeländerungen in Spannungsänderungen umgeformt werden, sowie eine Analog/Digital-Wandler 49 an einen zur Überwachungseinheit (20 in Fig. 1) gehörenden Komparator 33 zu liefern. An einem anderen Eingang dieses Komparators 33 wird ein digitaler Wert für einen vorgewählten Meßwinkel φ von einem zentralen Prozessor 50 zugeführt, der zur Realisierung der in Fig. 1 veranschaulichten zentralen Steuereinheit 26 sowie auch vorzugsweise (zumindest teilweise) der Überwachungseinheit 20 vorgesehen ist. Dabei ist zu erwähnen, daß insbesondere auch der Vergleich des gemessenen Schwenkwinkels φ mit dem Sollwinkel in einer im Prozessor 50 aufgenommenen Komparatorschaltung erfolgen kann, sσdaß sich dann der gesonderte Komparator 33 gemäß Fig. 2 (und Fig. 1) erübrigen kann.
Das vom Probanden PR aufgebrachte Drehmoment bzw. die aufgebrachte Muskelkraft wird wiederum über Erfassung der Biegung des Meßhebels 5 und somit der Winkelbeschleunigung φ durch eine Meßvorrichtung mit einer Dehnmeßstreifen-Vollbrücke 15 erfaßt, der ein Umformer 51 zugeordnet ist, um die von den Dehnmeßstreifen erfaßten Längenänderungen in eine elektrische Widerstandsänderung umzuwandeln. Diesem Umformer 51 ist über einen Meßverstärker 52 ein Analog/Digital-Wandler 53- nachgeschaltet. Dieser A/D-Wandler 53 ist ferner mit einem Steuereingang an eine Meßbereichsschaltung 54 angeschaltet, die eingangsseitig wiederum beispielsweise an den Prozessor 50 angeschlossen sein kann, um den jeweiligen Meßbereich - gegebenenfalls automatisch - auswählen zu können. Der am Ausgang des A/D-Wandlers 53 erhaltene Meßwert für die Winkelbeschleunigung φ (und damit für das Meß-Drehmoment) wird einem Komparator 55 zugeführt, der an seinem zweiten Eingang einen Mindest-Winkelbeschleunigungs-Vergleichswert φe vom Prozessor 50 zugeführt erhält. Dieser Vergleichswert wird vor Durchführung einer Messung gewählt, und zwar entsprechend einem zu erwartenden Meß-Drehmoment, und mit Hilfe des Komparators 55 ist es daher möglich, nur solche Drehmoment-Meßwerte zu einer Auswertschaltung - vorzugsweise im Prozessor 50 - durchzulassen, die über dem vorgewählten Vergleichswert liegen, mit anderen Warten, es werden von vornherein solche Drehmoment-Meßwerte nicht registriert, sondern ausgeschieden, die dann zustande kommen, wenn der Proband mit ungenügender Kraft gegen den Meßhebel 5 - sei es bei einer Streckung (Extension) oder aber bei einer Beugung (Flexion) - drückt. Auch hier kann der gesonderte Komparator 55 wegfallen, wenn dieser Drehmomentvergleich vom Prozessor 50 selbst durchgeführt wird, d.h. im Prozessor 50 eine entsprechende Komparatorschaltung realisiert ist. Im übrigen ist in Fig. 1 ein entsprechender Komparator 55 mit strichlierten Linien eingezeichnet.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2a umfaßt der Prozessor 50 auch die in Fiq. 1 bei 18 veranschaulichte Meßwert-Ausgangseinheit, und dem Prozessor 50 kann, abgesehen von seinem internen Arbeitsspeicher, ein externer Speicher entsprechend dem Speicher 35 in Fig. 1 zugeordnet sein, in dem die Drehmoment-Meßwerte zusammen mit den gewünschten Parametern, insbesondere den zugehörigen Winkelstel lungs-Werten φ , gespeichert werden können. Ähnlich Fig. 1 kann weiters für die eingegebenen Parameter wieder ein Speicher 43 vorgesehen sein, mit dem der Prozessor 50 über einen entsprechenden Leitungsbus verbunden ist.
Vom Prozessor 50 führt wiederum die Steuerleitung 28 zum Richtungswahl-Wegeventil 21 sowie die Steuerleitung 30 zum Betriebsartwahl-Wegeventil 22, das hier ebenfalls wie das Wegeventil 21 außer der X- und der II-Stellung eine Null- oder Sperrstellung aufweist. Die von diesem Betriebsartwahl-Wegeventil 22 zum Tank 24 über ein Rückschlagventil 56, das beispielsweise auf einen Druck von 3 bar eingestellt ist, führende Leitung ist über zwei Rückschlagventile 57, 58, die ihrerseits auf einen Druck von beispielsweise 0,2 bar eingestellt sind, mit den beiden Anschluß leitungen des Hydraul ikmotors 8 verbunden. Weiters ist im Hydrauliksystem 9 über eine Brückenschaltung mit vier Rückschlagventilen 59, 60, 61 und 62 der erwähnte
Durchflußmengenregler 23 vorgesehen, wobei diese Brückenschaltung einerseits direkt und andererseits über das
Betriebsartwahl-Wegeventil 22 mit dem Richtungswahl-Wegeventil 21 verbunden ist. Auch hier strömt in der X-Stellung des Betriebsartwahl-Wegelventils 22 das Strömungsmittel über den Durchflußmengenregler 23 zurück in den Tank 24, wobei die Pumpe 11 das Strömungsmittel über die Wegeventile 22 und 21 direkt zum Hydraulikmotor 8 fördert. In der II-Stellung des Wegeventiles 22 wird andererseits wiederum dem Meßhebel 5 durch die Hydraulikantriebsvorrichtung keine Schwenkbewegung aufgezwungen, ein Verschwenken erfolgt vielmehr wiederum nur bei einem entsprechenden vom Probanden PR aufgebrachten Drehmoment. In beiden Betriebsarten ist die Geschwindigkeit, mit der der Meßhebel 5 verschwenkt wird, durch den Durchflußmengenregler 23 und die von ihm geregelte Durchflußmenge festgelegt. Hiefür wird diesem Durchflußmengenregler 23 vom Prozessor 50 über die Steuerleitung 29 und einen Digital/Analog-Wandler 63 sowie einen Regelverstärker 64 der Einstellwert übermittelt, wobei in Fig. 2a bei 65 weiters ein Umformer veranschaulicht ist, um die angelegte
Stromstärke in eine entsprechende Einstellung des
Durchf lußmeπgenreglers 23 umzuwandeln. Weiters ist mit dem
D/A-Wandler 63 ein A/D-Wandler 66 verbunden, um den Prozessor 50 bzw. einer dort vorhandenen Komparatorschaltung einen
Geschwindigkeits-Istwert zur Durchführung eines
Istwert/SolIwert-Vergleichs zuzuführen.
Mit dem Verbindungspunkt der beiden Rückschlagventile 59, 60 sowie der Verbindungsleitung des Durchflußmengenreglers 23 ist über eine Meßleitung ein Druckmeßgerät 67 verbunden, das über einen zugehörigen Umformer 68, in dem die Druckänderungen in Stromstärkeänderungen umgewandelt werden, sowie einen Meßverstärker 69 und einen Analog/Digital-Wandler 70 entsprechende Druckmeßwerte an einen Komparator 71 liefert. In diesem Komparator 71 wird der gemessene Systemdruck (Ist-Wert) mit einem vom über die Steuerleitung 31 dem Druckregel ventil 25 zugeführten Soll-Druckwert abgeleiteten Wert verglichen, um eine entsprechende Nachregelung des Systemdrucks zu bewerkstelligen. Darüberhinaus wird der gemessene Systemdruck über eine Leitung 72 dem Prozessor 50 zur Registrierung und Speicherung, falls gewünscht, zugeführt. Der Istwert/Sollwert-Vergleich für den Systemdruck an sich kann auch direkt am Druckregelventil 25 vorgenommen werden. Wie erwähnt erfolgt die Druckeinstellung über die Steuerleitung 31, in der ein Digital/Analog-Wand ler 73 sowie ein Regelverstärker 74 aufgenommen sind. Dabei wird ein ' gemesseener' Druck-Sollwert im vorliegenden Ausführungsbeispiel über einen angeschalteten Analog/Digital-Wandler 75 erhalten und für den Istwert/Sollwert-Vergleich herangezogen.
In Fig. 2a sind sodann wiederum, entsprechend Fig. 1, die Steuerleitung 32 zum Elektromotor 10 sowie die mit diesem gekuppelte Pumpe 11 veranschaulicht. An die Pumpen-Hauptleitung 76 ist ferner bei X eine zu Arbeitszylindern für die Sitz- und Rückenlehnenverstellung führende Hydraulikleitung 77 (Fig. 2b) angeschlossen, wobei dieser Teil des Schemas nachstehend noch näher erläutert werden wird.
Aus Fig. 2a ist weiters ersichtlich, daß in den Steuerkreisen für den Durchflußmengenregler 23 sowie das Druckregelventil 25 Rampenschaltungen 78 bzw. 79 vorgesehen sind, die in an sich herkömmlicher Weise ausgebildet und über Steuereingänge an den Prozessor 50 angeschlossen sind. Diese Rampenschaltungen 78, 79 dienen dazu, einen von einem festen oder Standard-Anstieg bzw. -Abfall bei Änderungen in der Schwenkgeschwindigkeit bzw. im Druck abweichenden Anstieg bzw. Abfall vorzusehen. Beispielsweise sind in Fig. 7 für die Einstellung der Schwenkgeschwindigkeit (Anstieg von Null auf die Soll-Winkelgeschwindigkeit) drei verschiedene Möglichkeiten eingezeichnet, wobei bei 80 ein Standard-Anstieg veranschaulicht ist, dessen Dauer beispielsweise 50 ms beträgt. Bei 81 bzw. 82 sind ein steilerer, kürzerer bzw. ein weniger steiler, längerer Anstieg gezeigt, und diese anderen Steigungen können mit Hilfe der Ramenschaltungen, hier der Rampenschaltung 78, über den Prozessor 50 bzw. die ihm zugeordnete Eingabeeinheit eingestellt werden. Ähnlich wie der Anstieg 80, 81 bzw. 82 kann selbstverständlich auch die abfallende Rampe in ihrer Steilheit mit Hilfe der Rampenschaltungen 78 bzw. 79 eingestellt werden.
Gemäß Fig. 2b sind der Rückenlehne 1 und dem Sitz 3 Arbeitszylinder 83 bzw. 84 zu ihrer Verstellung zugeordnet. Diese Arbeitszylinäer 83, 84 sind mit ihren Hydraulikanschlüssen, beispielsweise über aus der Zeichnung ersichtliche Rückschlagventile, mit zugehörigen Steuerventilen 85 bzw. 86 verbunden, die an die bereits erwähnte Leitung 77 angeschlossen sind, über die von der Pumpe Strömungsmittel zugefördert wird. Die Steuerzylinder 85, 86 sind über Steuerleitungen 87, 88 an den Prozessor 50 angeschlossen, damit sie in die für die gewünschte Sitzposition erforderliche Arbeitsstellung gebracht werden können. Zur Erfassung der Position der Rückenlehne 1 bzw. des Sitzes 3 sind, beispielsweise mit den Kolbenstangen der Arbeitszylinder 83, 84 zusammenwirkende, Positionsgeber 89, 90 vorgesehen, die über Umformer 91 bzw. 92, in denen die Wegänderungen in Spannungsänderungen umgeformt werden, und Analog/Digital-Wandler 93 bzw. 94 mit dem Prozessor 50 verbunden sind, um diesem die jeweiligen Positions-Meßwerte zu liefern. Dabei können für einen bestimmten Probanden diese
Positions-Meßwerte bei einer erstmaligen Einstellung des Sitzes 3 und der Rückenlehne 1 registriert und gespeichert werden, und diese Positions-Meßwerte können bei späteren Messungen, die am selben Probanden vorgenommen werden, als Sollwerte aus dem Speicher, beispielsweise dem Speicher 35 gemäß Fig. 2a, in den sie bei der erstmaligen Stellung eingeschrieben worden sind, ausgelesen und mit den laufenden Ist-Positionswerten, die von den Positionsgebern 89, 90 übermittelt werden, in einer im Prozessor 50 vorhandenen Komparatorschaltung verglichen wrden, bis die gewünschte oder Soll-Position des Sitzes 3 und der Rückenlehne 1 erreicht wird. Auf diese Weise kann bei späteren Messungen eine automatische Einstellung der Sitzposition des Probanden erzielt werden.
In Fig. 3 ist ein zur besseren Übersichtlichkeit stark vereinfachtes Schema der vorstehend beschriebenen Einrichtung gezeigt, wobei der auf den Meßhebel 5 einwirkende Proband PR sowie die dem Meßhebel 5 zugeordnete Hydraulikantriebsvorrichtung 7 ersichtlich sind. Weiters ist der Prozessor 50 dargestellt, der zur Realisierung der Überwachungseinheit 20 und der Steuereinheit 26 gemäß Fig. 1 vorgesehen ist, und der überdies zur Auswertung der Meßwerte herangezogen sein kann, d.h. über den die Registrierung und Abspeicherung der Meßwerte erfolgt. Diesem Prozessor 50 ist der Meßwertspeicher 35, eine Eingabeeinheit 95, die die Wählvorrichtung 27 mit Eingängen entsprechend den Eingängen 36 bis 42 gemäß Fig. 1 sowie weiteren Eingängen bildet, weiters ein Bildschirm 96 sowie ein Drucker 97 zugeordnet.
Anhand der Fig. 4 und 5 soll nun ein Meßvorgang und damit eine mögliche Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung mehr im Detail erläutert werden. In Fig. 4 ist die Schwenk- oder Winkelgeschwindigkeit φ über dem Schwenkwinkel φ veranschaulicht, wobei mit dem Meßvorgang bei einem Anfangswinkel φ0 begonnen wird, in dem zuvor der Meßhebel noch in Ruhe war. Der Meßhebel 5 wird nun durch die Hydraulikantriebsvorrichtung 7 in Schwenkbewegung versetzt, wobei nach einer Anstiegszeit von beispielsweise 50 ms (Standard-Anstieg, d.h. die Steuerung über die Rampenschaltung 78 wäre hier außer Funktion) die Soll-Winkelgeschwindigkeit φ erreicht wird. Bei einem eingestellten Meßwinkel φe soll nun das vom Probanden aufgebrachte Drehmoment erfaßt werden. Da es außerordentlich schwierig ist, genau zu diesem Zeitpunkt, d.h. genau bei Erreichen des eingestellten Winkels φe - die Messung vorzunehmen bzw. den Meßwert aufzunehmen, da durch die verschiedenen elektronischen Schaltungskomponenten Schaltverzögerungen eingeführt werden, sodaß das Meß-Drehmoment tatsächlich zu einem anderen Zeitpunkt, also zu einem vom Winkel φe verschiedenen Winkel, erfaßt wird, ist der Prozessor vorzugsweise dazu eingerichtet, entsprechend diesem Einstellwinkel φe mehrere, z.B. zwei, Einstellwinkel φ1 , φ2, festzulegen, wobei bei diesen zwei Winkeln φ1 , φ2 das jeweilige Drehmoment erfaßt wird und zwischen den beiden so erhaltenen Drehmoment-Meßwert interpoliert wird, um einen Drehmoment-Wert beim Einstellwinkel φe zu erhalten. Dabei kann beispielsweise eine lineare Interpolation vorgenommen werden. Für eine noch höhere Zuverlässigkeit der Messung kann weiters so vorgegangen werden, daß beim Winkel φ1 wie auch beim Winkel φ2 in einem Zeitraum von beispielsweise 40 ms eine Meßreihe von jeweils neunzehn Messungen aufgenommen wird, d.h. es werden neunzehn Messungen mit einer Frequenz von 25 Hz, also alle 2,2 ms eine Messung, durchgeführt, wonach eine arithmetische Mittelung über diese neunzehn Messungen bei einer Meßreihe vorgenommen wird, um so den einen bzw. anderen Drehmoment-Meßwert beim Winkel φ1 bzw. φ2 zu erhalten. Der Abstand zwischen den beiden Messungen, entsprechend dem Abstand zwischen den Winkeln φ1 und φ2 , kann beispielsweise zwischen 40 ms und 3 min variieren.
Die gesamte Vorgangsweise beim Erfassen des Drehmoments ist am besten aus dem Zustandsdiagramm oder Ablaufschema gemäß Fig. 5 ersichtlich, das nun im Detail erläutert werden soll.
In Fig. 5 ist bei 98 der Start eines Meßvorgangs veranschaulicht, und bei 99 wird die - über die Wählvorrichtung 27 gemäß Fig. 1 bzw. Eingabeeinheit 95 gemäß Fig. 3 - gewählte Winkelgeschwindigkeit φ (Soll-Winkelgeschwindigkeit) festgelegt. Bei 100 erfolgt sodann die Wahl des Druckes, und bei 101 wird die Rampe für die Druckeinstellung (Rampenschaltung 79 in Fig. 2a) festgelegt. Bei 102 wird sodann der Elektromotor eingeschaltet, sodaß die Pumpe angetrieben wird. Danach erfolgt bei 103 die Betriebsartwahl (Einstellung des Wegeventils 22), und bei 104 wird die Winkelstellung gemessen, in der sich der Meßhebel 5 befindet. Sodann wird bei 105 ein Anfangswinkel für den eigentlichen Meßvorgang (Anfangswinkel φ0 in Fig. 4) eingegeben oder gewählt, und bei 106 wird dieser Anfangswinkel mit dem bei 104 gemessenen Winkel verglichen, wobei in einer Schleife laufend ein Sol lwert/Istwert-Vergleich, beispielsweise mit Hilfe eines in der Steuereinheit bzw. im Prozessor vorgesehenen, nicht näher veranschaulichten Fensterkomparators oder aber des Komparators 33 in Fig. 2a, durchgeführt und entsprechend, bei 107, das Richtungswahl-Wegeventil 21 angesteuert wird. Nach erfolgter Einstellung beim gewünschten Anfangswinkel φ0 wird bei 108 ein Anzeigesignal abgegeben. Sodann wird bei 109, beispielsweise über den Bildschirm 96 gemäß Fig. 3, dem Probanden die Nachricht übermittelt, fest gegen den Meßhebel zu drücken, etwa mit dem Befehl 'EXTENSION' oder aber mit dem Befehl 'FLEXION'. Bei 110 wird weiters nunmehr das Richtungswahl-Wegeventil je nachdem, ob eine Extension oder eine Flexion gewünscht ist, in die X- oder aber II-Stellung gebracht. Bei 111 erfolgt sodann eine Drehmoment-Messung (bzw. Messung der Winkelbeschleunigung φ) in der beschriebenen Weise, und der erhaltene Meßwert wird bei 111 mit einem eingestellten, erwarteten Drehmoment-Mindestwert φe verglichen. Wenn der Drehmeoment-Meßwert unterhalb des Erwartungswertes φe liegt, wird bei 113 das Betriebsartwahl-Wegeventil 22 in die Nullstellung gebracht, wonach bei 114 dieses Wegeventil händisch in die entsprechend der gewählten Betriebsart gewünschte Stellung eingestellt wird, wodurch die Rückkehr zum Punkt 103 des Ablaufschemas vorgenommen ist. Durch diese Maßnahme werden jene Drehmomentr-Meßwerte von vornherein ausgeschieden, die als zu niedrig erkannt werden, was bedeutet, daß der Proband nicht genügend stark gegen den Meßhebel drückt, etwa weil er im fraglichen Zeitpunkt gerade abgelenkt war od.dgl.
Wenn der Vergleich bei 112 positiv ausfällt, d.h. wenn der Drehmoment-Meßwert φ größer als der Erwartungswert φe ist, werden nun, wie vorstehend anhand der Fig. 4 erläutert, bei den Winkeln φ1 (bei 115) und φ2 (bei 116) die jeweiligen Drehmoment-Meßwerte φ1 und φ2 sowie die tatsächlichen Winkelwerte gemessen, wobei der zeitliche Abstand zwischen den beide Meßpunkten 115 bzw. 116 wie erwähnt beispielsweise 40 ms bis zu 3 min betragen kann . Im einze lnen handelt es sich bei den beiden Messungen für das Drehmoment jeweils wie erwähnt um eine Meßreihe mit 19 Messungen, bei denen eine arithmetische Mittelung vorgenommen wird, um den jeweiligen Drehmoment-Meßwert φ1 bzw. φ2 zu erhalten, und diese Meßwerte werden in der Auswerteinheit bzw. in Prozessor herangezogen, um beispielsweise durch lineare Interpolation oder durch einen anderen Alogrithmus einen mittleren Drehmoment-Meßwert zu erhalten. Danach wird bei 117 dem Probanden die Nachricht übermittelt, daß die Extension (Flexion) nun zu beenden ist. Bei 118 wird sodann vom Prozessor das Richtungswahl-Wegeventil 21 in die Nullstellung gebracht, wonach bei 119 eine Pause, vorzugsweise mit vorherbestimmbarer Dauer, erfolgt. Beim Block 119 wird weiters die gewünschte Anzahl n (vgl. Fig. 1) der Versuche bzw. Meßvorgäπge eingegeben, und die durchgeführten Meßvorgänge werden mit einem nicht näher dargestellten Zähler mitgezählt, wobei bei 120 der Zählerstand mit der eingegebenen Anzahl n von Meßvorgängen verglichen wird. Ist der letzte Versuch noch nicht erreicht (Zweig N) , so wird zum Punkt 104 zurückgekehrt, und der nächste Meßvorgang erfolgt wie beschrieben. Wenn der Zählerstand gleich der vorgegebenen Versuchsanzahl ist (Zweig J), d.h. wenn der letzte Versuch durchgeführt worden ist, erfolgt bei 121 eine Registrierung bzw. Abspeicherung der erhaltenen Meßwerte. Danach wird bei 122 der Motor ausgeschaltet, wonach bei 123 die Rampenschaltung (für den Druckregler-Steuerkreis) außer Funktion gesetzt wird; schließlich wird bei 124 der Druck im System auf Null gestellt, bei 125 wird der Durchflußmengenregler auf die Standard-Einstellung zurückgestellt, und bei 126 wird das Betriebsartwahl-Wegeventil 22 in die Nullstellung gebracht. Danach können bei 127 die registrierten Meßwerte abgespeichert und/oder am Bildschirm dargestellt und/oder ausgedruckt werden. Bei 128 ist schließlich das Ende des Meßprozesses veranschaulicht.
Zur allgemeinen Erläuterung des Zustandsdiagrammes bzw. AblaufSchemas gemäß Fig. 5 sei noch darauf hingewiesen, daß mit den zu den jeweiligen Kreisen hinweisenden Pfeilen die verschiedenen Steuerbefehle bzw. Eingaben angedeutet sind, wogegen mit den von den Kreisen wegführende Pfeilen die als Ergebnis des jeweiligen Zustandes erhaltenen Steuerbefehle oder Steuersignale angedeutet sind.
In Fig. 6 ist eine gegenüber Fig. 4 abgewandelte Vorgangsweise bei der Erfassung des Drehmoments veranschaulicht. Dabei wird gemäß der fest ausgezogenen Kurve der Meßhebel 5 zunächst auf eine erste vorgegebene Winkel- oder Schwenkgeschwindigkeit φ1 gebracht, und zu einem vorgegebenen Zeitpunkt bzw. in einer vorgegebenen Winkelstellung φT wird auf eine höhere Winkelgeschwindigkeit φ2 umgeschaltet, die nach einer gewissen Anstiegszeit, beispielsweise entsprechend der Einstellung der Rampenschaltung 78, bei einem Schwenkwinkel φS erreicht wird. Unmittelbar darauf kann der Meßwinkel φe folgen, bei dem das Drehmoment erfaßt wird. Diese Vorgangsweise hat den Vorteil, daß es dem Probanden PR unmöglich ist, sich auf die plötzlich geänderte Situation einzustellen, sodaß vor allem im psychischen Bereich liegende Störeinflüsse ausgeschaltet werden können. Diese Geschwindigkeitsänderung kann dabei sowohl bei einer Vorwärtsschwenkung (Extension) als auch bei einer Rückwärtsschwenkung (Flexion) vorgenommen werden, ähnlich wie der vorstehend anhand Fig. 4 erläuterte Meßvorgang oder aber der nachstehend noch zu erläuternde Meßvorgang gemäß Fig. 7 beim Vorwärtsschwenken ebenso wie beim Rückwärtsschwenken des Meßhebels stattfinden kann.
In Fig. 6 ist sodann mit strichlierten Linien eine Modifikation des Meßvorganges mit Änderung der
Schwenkgeschwindigkeit veranschaulicht, wobei hier zunächst auf eine höhere Geschwindigkeit gegangen wird, von der plötzlich auf eine niedrige Winkelgeschwindigkeit abgebremst wird, um unmittelbar darauf die Drehmomentmessung vorzunehmen.
In Fig. 7 ist eine Vorgangsweise veranschaulicht, bei der im wesentlichen nur eine konstante Winkelgeschwindigkeit φ vorgesehen ist, bei der jedoch eine plötzliche, kurzzeitige Richtungsumkehr in der Schwenkbewegung erfolgt, wobei im Bereich dieser Richtungsumkehr das Drehmoment erfaßt wird, um auch hier die Möglichkeit einer Anpassung seitens des Probanden auszuschließen. Im einzelnen wird beim Meßablauf gemäß Fig. 7 bei einem Winkel φ4 die bis dahin durchgeführte Schwenkbewegung abgeschaltet, wobei nach einem Abfall, dessen Neigung mit Hilfe der Rampenschaltung 78 einstellbar ist, die Bewegungsumkehr erfolgt, bis der Winkel φ3, der vor dem Winkel φ4 liegt, erreicht wird, bei dem neuerlich die Bewegungsrichtung - durch Umschaltung des Wegeventils 21 - umgeschaltet wird, sodaß nach einer Abfalls- und neuerlichen Anstiegszeit wieder die ursprüngliche Bewegungsrichtung gegeben ist, wie in Fig. 7 mit Pfeilen veranschaulicht ist. Dabei kann während der Rückbewegung im Bereich zwischen φ4 und φ3 oder aber nach der zweiten Umschaltung bei der neuerlichen Schwenkbewegung in der ursprünglichen Richtung zwischen φ3 und φ4 die Drehmoment-Messung vorgenommen werden. Der Abstand zwischen den Winkelstellungen φ4 und φ3 kann zeitlich gesehen beispielsweise 120 ms betragen. Die Anstiegs- bzw. Abfallszeiten können wiederum beispielsweise 50 ms oder aber mehr oder weniger, je nach Einstellung der Rampenschaltung 78, betragen.
Wenn die Erfindung vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert wurde, so sind doch selbstverständlich weitere Abwandlungen und Modifikationen möglich, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So ist es insbesondere denkbar, die Ablaufsteuerung 44 wegzulassen und die einzelnen Ventile im Hydrauliksystem über die Steuereinheit direkt, entsprechend der händischen Eingaben, anzusteuern. Andererseits können auch andere Ablaufsteuerungen als jene, wie anhand der Fig. 4 bis 7 erläutert, vorgsehen werden, wobei insbesondere Kombinationen zwischen den einzelnen anhand der Fig. 4 bis 7 erläuterten Vorgangsweisen möglich sind. So ist es beispielsweise denkbar, den Meßhebel zunächst mit einer niedrigeren Schwenkgeschwindigkeit in einer Richtung zu bewegen, danach in die andere Schwenkrichtung umzuschalten und dabei den Meßhebel mit einer höheren Geschwindigkeit zu verschwenken, wonach wieder in die ursprüngliche Schwenkrichtung und auf die ursprüngliche Geschwindigkeit umgeschaltet wird (Kombinaton der Meßvαrgänge gemäß Fig. 6 und 7). Ferner ist auch bei den Meßvorgängen, wie sie anhand der Fig. 6 und 7 erläutert wurden, eine Meßtechnik vorzuziehen, bei der nicht versucht wird, genau im gewünschten Meßwinkel φe das Drehmoment zu erfassen, sondern in zwei oder mehreren benachbarten Winkelstellungen φ1 , φ2, wobei in diesen Winkelstellungen außerdem jeweils eine Meßreihe mit mehreren Meßwerten, wie vorstehend erläutert, genommen werden kann.
Im Fall einer der Steuereinheit 26 zugeordneten festen Ablaufsteuerung 44 kann diese in an sich dem Fachmann geläufiger Weise, z.B. mit Taktimpulsgenerator, Zeitschaltungen, Zählern, Gatterschaltungen und Umsetzern bzw. Umformern, je nach dem gewünschten Ablauf eines Meßvorganges (z.B. gemäß Fig. 4 oder 6 oder 7) realisiert werden. Dabei ist es auch möglich, mehrere wählbare Ablaufsteuerungen 44 parallel nebeneinander vorzusehen.
Wenn die zentrale Steuereinheit 26 mit einem Prozessor, wie dem Prozessor 50 gemäß Fig. 2, realisiert wird, kann die (jeweilige) Ablaufsteuerung beispielsweise durch einen sog. PROM-oder EPROM-Schaltkreis realisiert werden. Im übrigen ist in Fig. 2a durch eine Unterteilung des Blocks 50 mit strichlierten Linien ganz schematisch angedeutet, daß der Prozessor 50 die Aufgaben der zentralen Steuereinheit 26, der Überwachungseinheit 20 wie auch der Meßwert-Ausgabeschaltung 17, 18 gemäß Fig. 1 erfüllt.
In Fig. 2a ist ferner schematisch bei 129 veranschaulicht, daß am Durchflußmengenregler 23 ein Istwert/Sollwert-Vergleich durchgeführt wird, um eine laufende Nachregelung, auch bei sich änderndem Druck oder Last, vorzunehmen. Derartige Durchflußmengenregler mit zugehöriger Vergleichsschaltung sind im Handel erhältlich; beispielsweise hat sich bei Versuchen das Mengenregelventil
Rexroth Typ 2FRE6B-1X/10QMV mit zugehörigem Regelkreis Rexroth Typ VT5010 S20 als vorteilhaft erwiesen.
Ein Durchflußmengen-Istwert/Sollwert-Vergleich kann jedoch auch durch eine im Prozessor 50 realisierte Vergleichsschaltung durchgeführt werden, wie in Fig. 2a schematisch bei 130 mit strichlierten Linien angedeutet ist.
Schließlich kann als Druckregelventil 25 ebenfalls ein im Handel erhältliches Proportional-Regelventil mit Regelschaltung, wie etwa das Druckregelventil Rexroth Typ DBEM10-30/200Y mit Regelkreis VT2000 S20 , eingesetzt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E :
1. Einrichtung zur Erfassung der Muskelkraft bei der Kniestreckung und/oder -beugung, mit einem Gestell, an dem ein verstellbarer Sitz (3) sowie ein mit dem Unterschenkel zu verbindender schwenkbarer Meßhebel (5) vorgesehen sind, dem eine hydraulische Schwenkantriebsvorrichtung (7) zugeordnet ist, die einen Hydraulikmotor (8) umfaßt, der mit einer Pumpe (11) über ein Hydrauliksystem (9) verbunden ist, in dem ein einstellbarer Durchf lußmengenregler (23) zur Einstellung der
Schwenkgeschwindigkeit, ein einstellbares Druckregelventil (25), ein Wegeventil (21) zur Wahl der Richtung der Schwenkbewegung sowie ein Wegeventil (22) zur Wahl der Betriebsart angeordnet sind, wobei die Pumpe (11) in einer Betriebsart Strömungsmittel zum Hydraulikmotor (8) liefert und in einer anderen Betriebsart der Hydraulikmotor (8) in einem geschlossenen Kreislauf geschaltet ist, mit einer bei einer Kniestreckung und/oder -beugung eine Biegung des Meßhebels (5) und damit ein auf den Meßhebel (5) ausgeübtes Drehmoment erfassenden Meßvorrichtung (15), z.B. mit Dehnmeßstreifen, sowie mit einem die Winkelstellung des Meßhebels (5) erfassenden
Winkelstellungsmelder (14), dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Steuereinheit (26; 50) vorgesehen ist, mit der der Durchflußmengenregler (23), das Druckregel ventil (25) sowie die Wegeventile (22, 21) für die Wahl der Betriebsart und der Richtung der Schwenkbewegung steuerseitig verbunden sind, und die eine Wähleinrichtung (27; 95) zur Einstellung des Durchflußmengenreglers (23), des Druckregelventils (25) und zumindest des Wegeventils (22) für die Wahl der Betriebsart umfaßt, und daß mit dieser zentralen Steuereinheit (26; 50) sowie dem Winkelstellungsmelder (14) und der Meßvorrichtung (15) eine Überwachungseinheit (20; 50) zur zumindest im wesentlichen laufenden Überwachung der Winkelstellung und
Schwenkgeschwindigkeit des Meßhebels (5) verbunden ist, um bei einem vorherbestimmten Schwenkwinkel und/oder bei einer vorherbestimmten Schwenkgeschwindigkeit des Meßhebels (5) dessen Biegung und somit das aufgebrachte Drehmoment selbsttätig zu erfassen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinheit (20; 50) weiters die Richtung der Schwenkbewegung des Meßhebels (5) durch Erfassung der Ansteuerung des Wegeventils (21) für die Richtungswahl durch die zentrale Steuereinheit (26; 50) überwacht, um die Biegung des Meßhebels (5) bei einer ausgewählten Schwenkrichtung zu erfassen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinheit (20; 50) auch zur zumindest im wesentlichen laufenden Überwachung des durch das Druckregelventil (25) eingestellten Drucks eingerichtet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zentralen Steuereinheit (26; 50) ein Speicher (43) für die mittels der Wähleinrichtung (27; 95) einzugebenden Parameter, insbesondere betreffend Schwenkgeschwindigkeit, Winkelstellung und gegebenenfalls Schwenkrichtung des Meßhebels (5) für die Erfassung von dessen Biegung, zugeordnet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuereinheit (26; 50) eine Ablaufsteuerung (44) zur Vorgabe eines bestimmten Schwenkbewegungsablaufes für den Meßhebel (5) bei einem Meßvorgang aufweist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ϋberwachungseinheit (50) einen mit dem Durchflußmengenregler (23) verbundenen Komparator (129; 130) und/oder einen mit dem Druckregelventil (25) verbundenen Komparator (71) für einen laufenden Istwert-Sollwert-Vergleich aufweist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Steuerseite des Durchflußmengenreglers (23) verbundene, durch die zentrale Steuereinheit (50) einstellbare Rampenschaltung (78) vorgesehen ist, um bei Geschwindigkeitsänderungen einen rampenf örmigen Übergang mit einstellbarer Steilheit vorzusehen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Steuerseite des Druckregelventils (25) verbundene, durch die zentrale Steuereinheit (50) einstellbare Rampenschaltung (79) vorgesehen ist, um bei Druckänderungen einen rampenf örmigen Übergang mit einstellbarer Steilheit vorzusehen.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen mit der Meßvorrichtung (15) und der Überwachungseinheit (20; 50) verbundenen Meßwertspeicher (35) zur Speicherung der Drehmoment-Meßwerte sowie vorzugsweise auch der zugehörigen Parameter betreffend Winkelstellung, Schwenkrichtung, Schwenkgeschwindigkeit und/oder Druck.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Meßwertspeicher (35) eine Ausgabeeinrichtung, vorzugsweise ein Datensichtgerät (96) und/oder Drucker (97) , verbunden ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Biegung des Meßhebels (5) von der Meßvorrichtung (15) laufend erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßvorrichtung (15) eine dem Meßwert-Ausgang (18), an den beispielsweise ein Meßwertspeicher (35) angeschlossen ist, vorgeschal tene Torschaltung (17) zugeordnet ist, die mit einem Steuereingang an die Überwachungseinheit (20) angeschlossen ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (3) sowie die ihm zugeordnete Rückenlehne (1) mittels Hydraul ikmotoren (84, 83) verstellbar sind und diese Hydraulikmσtoren (84, 83) mit ihren Steuerkreisen (86, 85) ebenfalls mit der zentralen Steuereinheit (50) verbunden sind, wobei die Lage des Sitzes (3) bzw. der Rückenlehne (1) erfassende Positionsgeber (90, 89) und damit verbundene Speichereinheiten zur Speicherung von Pδsitionswerten nach einer Einstellung des Sitzes (3) und der Rückenlehne (1) bei einer bestimmten Person vorgesehen sind, welche Pσsitionswerte bei einer späteren Messung bei dieser Person von der Steuereinheit (50) zur Einstellung von Sitz (3) und Rückenlehne (1) auslesbar sind.
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