ЦИРКУЛЯРНЫЙ ВЕЛОТРЕНАЖЕР КОМЛЕВА
CIRCULAR CYCLING MACHINE OF KOMLEV

Изобретение относится к спортивному инвентарю и может быть использовано в области спорта, физической культуры, а также в реабилитационной медицине.
Известен велотренажер (Пат. России №2198009), содержащий опору, несущую руль, регулируемое тормозное средство, ось вращения педалей педального механизма. Велотренажер позволяет работать в трех режимах: руками, ногами и совмещать работу рук и ног.
Недостатком этого известного велотренажера является неизменяемая амплитуда работы мышцы и суставов нижних конечностей, единственно возможное положение рук на руле, отсутствие возможности регулирования высоты и угла наклона рулевой трубы, а также угла наклона подседельной трубы, вместе с тем, данная конструкция является громоздкой, а сложность не соответствует функциональным возможностям велотренажера.
Известен велотренажер (Пат. России №92341), содержащий установленное на основании средство создания нагрузки, включающее связанные между собой руль, ручки, сиденье со спинкой и педальный механизм, на спинке расположены с возможностью перемещения по высоте два валика и узлы фиксации плечевого и тазового поясов, причем спинка установлена с возможностью изменения угла наклона к сиденью.
Недостатком этого известного велотренажера является узкая специализация - реабилитация лиц, нуждающихся в фиксации торса при тренировке определенных мышц. При этом работа на этом известном велотренажере характеризуется неизменяемой амплитудой работы мышцы и суставов нижних конечностей.
Известен велотренажер (Пат. России №2217202), содержащий нагрузочный механизм, складную раму с опорными элементами и механизмом фиксации положения шарнирно соединенных звеньев рамы относительно друг друга, установленный на звене рамы педальный механизм с закрепленными на валу шатунами-педалями, при этом нагрузочный механизм содержит регулятор нагрузки. Тренажер отличается небольшими весом и габаритами в сложенном состоянии.
Недостатком этого известного велотренажера является неизменяемая амплитуда работы мышцы и суставов нижних конечностей, единственно возможное положение рук на руле, отсутствие возможности регулирования высоты и угла наклона рулевой и подседельной труб, кроме того, складная конструкция обусловливает усложнение конструкции и снижение эксплуатационного ресурса.
Известен велотренажер (Пат. России  №102303). Этот велотренажер содержит изготовленные из трубных заготовок опоры, несущие корпуса с ножной педалью и сменным рулем с возможностью использования его как прямой, так и педальной формы, средства торможения ножной педали и руля, дополнительно снабжен рулем коленчатой формы с возможностью вращения вокруг оси коленного элемента. Велотренажер является достаточно компактным.
Недостатком этого известного велотренажера является неизменяемая амплитуда работы мышцы и суставов нижних конечностей, отсутствие возможности регулирования высоты и угла наклона рулевой трубы, в качестве сиденья использован обычный стул, на педалях отсутствуют крепления для стоп ног.
За прототип заявляемого изобретения принят велотренажер (Пат. России №2460563), содержащий корпус с опорами, сиденье, установленное с возможностью регулировки высоты и угла наклона, руль, установленный с возможностью регулировки угла наклона. Педальный нагрузочный механизм содержит закрепленный в корпусе элемент эллиптической формы, имеющий профиль сечения двутавр, внутренняя эллиптическая поверхность которого образует рабочую дорожку, имеющую зубчатый профиль. Педальный нагрузочный механизм также содержит корпус, в котором закреплены на своих осях рабочая шестерня, находящиеся с ней в зубчатом зацеплении две прижимные шестерни с винтовым регулятором нагрузки, натяжные ролики и два шатуна, одним концом установленные на оси рабочей шестерни, а к другому концу прикреплены педали с креплениями для стоп ног. Педальный нагрузочный механизм установлен в корпусе тренажера с возможностью перемещения по зубчатой поверхности рабочей дорожки элемента эллиптической формы за счет натяжных роликов, снабженных упругими элементами, выполненными в виде пружин, и зубчатого зацепления рабочей шестерни с поверхностью рабочей дорожки.
Недостатком прототипа является невысокая функциональная эффективность и сложность конструкции педального нагрузочного механизма эллиптического велотренажера.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание конструктивно простого велотренажера, позволяющего увеличить его функциональные возможности.
Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в
- возможности задействовать во время использования циркулярного велотренажера больший объем мышц и мышечных групп по сравнению с другими известными велотренажерами;
- увеличении амплитуды работы мышц, связочного аппарата и суставов нижних конечностей при пользовании циркулярным велотренажером;
- вариабильности характера нагрузки, которая достигается путем изменения углов наклона рулевой трубы (руля), подседельной трубы (седла) и возможности различного положения рук на руле велотренажера;
- возможности изменять величину нагрузки посредством регулятора нагрузки.
Технический результат достигается предложенным циркулярным велотренажером, содержащим корпус с опорами, сиденье, установленное с возможностью регулировки высоты и угла наклона, руль, установленный с возможностью регулировки высоты и угла наклона, и педальный нагрузочный механизм.
Педальный нагрузочный механизм установлен в корпусе велотренажера с возможностью перемещения и содержит два шатуна, на одном конце которых закреплены педали с креплениями для стоп ног. Корпус велотренажера выполнен круглой формы, внутренняя поверхность которого имеет рабочую дорожку с покрытием, увеличивающим сцепление. Педальный нагрузочный механизм содержит регулятор нагрузки, ролики и рычаги. Регулятор нагрузки выполнен в виде полой прямой правильной многоугольной призмы, в основания которой установлен с возможностью вращения и фиксации вал, в боковых ребрах призмы выполнены отверстия, сквозь которые проходят упругие элементы, одним своим концом соединенные с валом. Ролики установлены с возможностью обеспечения контакта с рабочей дорожкой корпуса велотренажера. Рычаги попарно шарнирно соединены одним концом между собой, а другим закреплены на осях соседних роликов, причем на каждом ролике закреплены два соседних рычага из разных пар рычагов. На оси одного из роликов установлены два шатуна с педалями. На шарнирном соединении каждой пары рычагов закреплены вторым концом упругие элементы.
Кроме того, количество упругих элементов, пар рычагов и роликов равно количеству боковых ребер призмы.
Руль установлен на корпусе тренажера с помощью телескопической стойки и шарниров и содержит три пары рукояток, обеспечивающих различные варианты положения рук.
Сиденье установлено на корпусе тренажера с помощью телескопической стойки и шарниров.
Рабочая дорожка корпуса велотренажера выполнена с насечкой.
Ролики выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, например резины.
Упругие элементы выполнены в виде пружин.
Регулятор нагрузки выполнен в виде полой прямой правильной треугольной призмы.
Педальный нагрузочный механизм установлен в корпусе велотренажера с возможностью перемещения за счет применения системы рычагов, роликов и упругих элементов. При этом педальный механизм располагается враспор в корпусе велотренажера, обеспечивая тем самым плотный равномерный контакт роликов с рабочей дорожкой корпуса велотренажера.
Предлагаемое изобретение обладает рядом существенных отличий от прототипа.
В техническом решении увеличение функциональных возможностей заявляемого велотренажера достигается за счет возможности задействовать во время использования циркулярного велотренажера больший объем мышц и мышечных групп, увеличения амплитуды работы мышц, связочного аппарата и суставов нижних конечностей при пользовании циркулярным велотренажером, вариабильности характера нагрузки, которая достигается путем изменения углов наклона рулевой трубы (руля), подседельной трубы (седла) и возможности различного положения рук на руле велотренажера, возможности изменять величину нагрузки посредством регулятора нагрузки.
Увеличение количества задействованных в работу мышц и мышечных групп, а также повышение амплитуды работы мышц, связочного аппарата и суставов нижних конечностей при пользовании циркулярным велотренажером достигается применением педального нагрузочного механизма, установленного в корпусе тренажера с возможностью перемещения за счет фрикционного контакта роликов с рабочей дорожкой и упругих элементов, приводимого в движение мышечными усилиями нижних конечностей занимающегося, предаваемыми через педали и шатуны.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан циркулярный велотренажер - вид сбоку, на фиг.2 показан регулятор нагрузки - вид сверху (для наглядности призма представлена в разрезе), на фиг.3 показан педальный механизм - вид сбоку.
Циркулярный велотренажер состоит из корпуса  1, имеющего форму окружности, на котором закреплены опоры 2, установленные на основаниях 3, телескопическая подседельная труба 4 при помощи шарнира 5, соединенная посредством шарнира 6 с седлом 7, телескопическая рулевая труба 8 при помощи шарнира 9, соединенная посредством шарнира 10 с рулем 11, на котором размещены три пары рукояток 12.
В корпусе 1 установлен с возможностью перемещения по рабочей дорожке 13 педальный нагрузочный механизм 14, содержащий парные рычаги 15 с шарнирами 16, ролики 17 закреплены с возможностью вращения на осях 18.
На оси 18 одного из роликов 17 одним концом установлены два шатуна 19, а к другому концу прикреплены педали 20 с креплениями для стоп ног 21.
Регулятор нагрузки 22 содержит установленный с возможностью вращения вал 23, снабженный храповым механизмом 24 и поворотным переключателем 25.
К шарнирам 16 парных рычагов 15 одним концом прикреплены упругие элементы 26, другим концом закрепленные на валу 23 регулятора нагрузки 22.
Свободное вращение колес и шатунов обеспечивают парные подшипники 27.
(деф.)
(деф.)
(деф.)
(рычаж.)
(рычаж.)
Упругие элементы 26 установлены так, что в каждом из них возникает упругая деформация, порождающая силу F, равную ей по величине и обратную по вектору. В связи с тем, что упругие элементы  26 одним концом равномерно закреплены на валу 23 регулятора нагрузки  22, вал 23 является неподвижной точкой А, поэтому векторы силы F будут направлены к точке А. Другой конец упругих элементов 26 закреплен на шарнирах 16 парных рычагов 15 в точках Б таким образом, что при воздействии силы F вектор движения точки Б направлен к точке А, при этом рычаги 15 воздействуют тем самым на оси 18 и ролики 17 с силой F. При этом происходит сложение векторов двух сил F, воздействующих на одну и ту же ось 18 ролика 17, что порождает возникновение силы Р(прижим.), вектор которой направлен строго перпендикулярно к рабочей дорожке 13 корпуса велотренажера 1. Таким образом, педальный нагрузочный механизм 14 располагается враспор в корпусе велотренажера 1, обеспечивая тем самым плотный равномерный контакт роликов 17 с рабочей дорожкой 13 корпуса 1.
Ролики 17 выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, например резины, а рабочая дорожка 13 корпуса 1 имеет покрытие, увеличивающее сцепление, например насечку, что обеспечивает необходимый фрикционный контакт.
Циркулярный велотренажер работает следующим образом.
Работа на циркулярном велотренажере осуществляется следующим образом.
Занимающийся располагается на велотренажере следующим образом: высота посадки подбирается посредством телескопической подседельной трубы 4 таким образом, чтобы занимающийся свободно сидел на сидении 7, а ноги в нижней точки вращения педалей 20 были слегка согнуты в коленном суставе (не допускается положение, при котором отсутствует плотный контакт стоп и поверхности педалей 20), руки располагаются на одной из пар рукояток 12 на руле 11, высота руля подбирается посредством телескопической рулевой трубы 8. Стопы фиксируются на педалях 20 при помощи креплений 21. После принятия правильного положения занимающийся посредством мышечных усилий воздействует нижними конечностями на педали 20, сообщая вращательные движения шатунам 19 и ролику 17, на оси 18 которого закреплены шатуны 19, а также двум другим роликам 17, тем самым перемещая педальный нагрузочный механизм 14 по траектории окружности. Величина нагрузки изменяется посредством регулятора нагрузки 22 путем вращения поворотного переключателя 25, который вращает вал 23, вследствие чего упругие элементы 26 накручиваются на вал 23 - происходит увеличение нагрузки, или раскручиваются - в этом случае происходит снижение нагрузки, фиксирование положения регулятора нагрузки 22 осуществляется при помощи храпового механизма 24.
С целью изменения характера тренирующего воздействия:
- педалирование можно осуществлять как вперед, так и назад;
- существует возможность изменять угол наклона подседельной трубы и(или) угол наклона рулевой трубы, а также положение рук на руле, тем самым изменяя положение занимающегося относительно корпуса циркулярного велотренажера, вследствие чего изменяется характер нагрузки на различные группы мышц нижних, верхних конечностей и туловища.
Таким образом, описание работы предлагаемого циркулярного велотренажера доказывает решение поставленных задач и подтверждает новизну и существенность отличий от существующих аналогов.
Существенным преимуществом предлагаемого изобретения является возможность применения для широкого круга пользователей. Например, циркулярный велотренажер позволит любителям и профессиональным спортсменам использовать его в качестве эффективного средства физической подготовки и медицинской реабилитации, фитнес клубы и тренажерные залы получат современный универсальный спортивно-оздоровительный инвентарь, а люди, желающие повысить уровень своей физической подготовленности в домашних условиях, недорогой, простой в эксплуатации и надежный велотренажер, значительно превосходящий по функциональным возможностям имеющиеся на рынке аналоги.