СИСТЕМА ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ЛЫЖНИКОВ И СПОСОБ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ
SYSTEM FOR TRAINING SKIERS AND METHOD OF ITS REALISATION

Настоящее изобретение относится к области спорта и, в частности, может быть использовано для тренировки спортсменов - лыжников, биатлонистов и спортсменов других аналогичных видов спорта.
Известна система тренировки лыжников, биатлонистов, включающая фиксацию времени прохождения лыжной трассы секундомером и последующее сравнение с известными показателями (см. Фин А.И. Система тренировки спортсменов -лыжников, М.: ФиС, 1978 г., 345 с.).
Известна система тренировки велосипедистов «Гонки за лидером», при которой лидером для велосипедиста является мотоцикл, при этом мотоциклист должен сидеть прямо, чтобы создать эффект «аэродинамической тени» позади себя (см. Интернет сайт http://veiorama.ru/giossary/motorpace.phtmi).
Однако в известной системе лидер - мотоциклист невозможно обеспечить рациональную тренировку для спортсмена - велосипедиста, поскольку лидер -мотоциклист не регламентирует скорость движения спортсмена и не учитывает его индивидуальных особенностей.
Кроме того, известная система тренировки не может быть использована для других видов спорта, например, таких как лыжники, биатлонисты и др.
Целью настоящего изобретения является достижение технического результата по расширению перечня видов спорта, в которых обеспечена возможность управляемой и регулируемой системы тренировок, например лыжников и биатлонистов, чей маршрут движения проходит в полевых условиях.
Указанный технический результат для устройства обеспечивается тем, что в известной системе, содержащей, лидера, предлагается на каждом из обозреваемых из одной точки участков лыжной трассы установить блок светового проецирования, включающий источник светового излучения, к которому через обтюратор подсоединен торец гибкого световода, второй торец которого ориентирован на трассу движения спортсмена и закреплен пружинами по центру рамы, на наружной поверхности внешнего конца световода установлены три кольца, с внутренними желобами снаружи, в первые два из которых входят кромки двух эксцентриков, а желоб третьего опирается на кромку контура участка маршрута, вырезанного в шаблоне, при этом, оси вращения эксцентриков лежат в одних с осью световода, но во взаимно перпендикулярных плоскостях, также в каждый блок светового проецирования предлагается ввести приемник сигналов соответственно начала и окончания работы, при этом каждый приемник настроен на прием сигнала от передатчика, предшествующего блока оптического проецирования по ходу движения спортсмена, а каждый передатчик настроен на подачу сигнала приемнику следующего по ходу движения спортсмена блока, эксцентрики предлагается через редукторы подключить к двигателю с регулятором скорости вращения, а обтюратор соединить с общим или автономным двигателем.
Указанный технический результат для способа обеспечивается тем, что предварительно лыжную трассу разбивают на отдельные, обозреваемые из одной точки, участки, на которых устанавливают блоки светового проецирования, при этом соседние связывают друг с другом телекоммуникационной или проводной связью.
Система для тренировки лыжников поясняется графическими материалами. На Фиг.1 представлен типовой маршрут лыжной трассы, на Фиг.2 показан фрагмент конструкции блока светового проецирования, на Фиг.3 представлен вид закрепленного в раме внешнего торца световода, на Фиг.4 - пример контура профиля перемещения внешнего торца световода в шаблоне, на Фиг.5 представлена конструкция привода управления эксцентриков, на Фиг.6 - блок -схема связи между блоками светового проецирования, на Фиг.7 представлена конструкция расположения эксцентрика для прямолинейного участка, на фиг.8 представлена электрическая схема подключений узлов и блоков.
Система для тренировки лыжников состоит из последовательно соединенных друг с другом блоков светового проецирования, каждый из которых включает:
1 - источник светового излучения 1;
2 - параболический рефлектор 2 (на чертеже не показан);
3 - обтюратор;
4 - световод;
5 - внешний торец световода;
6 - пружины;
7 - раму, по центру которой закреплен световод;
8 - кольцо для эксцентрика горизонтального перемещения торца световода;
9 - кольцо для эксцентрика вертикального перемещения торца световода;
10 - кольцо для опоры на кромку контура участка, вырезанного в шаблоне;
11 - желоба на наружных сторонах колец;
12 - эксцентрик горизонтального перемещения внешнего торца световода;
13 - эксцентрик вертикального перемещения внешнего торца световода;
14 - контур участка лыжной трассы;
15 - шаблон размещения контура;
16 - редуктор эксцентрика горизонтального перемещения торца световода;
17 - редуктор эксцентрика вертикального перемещения торца световода;
18 - электродвигатель вращения эксцентриков;
19 - редуктор обтюратора;
20 - электродвигатель вращения обтюратора;
21 - регулятор скорости вращения электродвигателя;
22 - регулятор скорости вращения электродвигателя;
23 - крепежное кольцо для пружин;
24 - скобки, скрепляющие наружную и внутреннюю части шаблона;
25 - приемник;
26 - передатчик;
27 - автономный источник питания;
28 - контактный выключатель;
29 - электронный ключ для управления работой источника светового излучения, электродвигателей и передатчика.
Источник светового излучения 1, в качестве которого используется матрица светодиодов с параболическим рефлектором 2 (на чертеже не показан) или лазерный излучатель, к которому через обтюратор 3 с цветными фильтрами подсоединен торец гибкого световода 4. Внешний торец 5 световода 4 ориентирован на участок лыжной трассы и закреплен пружинами 6 в раме 7 так, что в свободном состоянии он располагается по ее центру.
На наружной поверхности внешнего конца гибкого световода 4 размещены три кольца 8, 9, 10 с внутренними желобами 11 на их наружной стороне.
В желоба 11 первых двух колец 8, 9 входят кромки плоских эксцентриков 12, 13, а желоб 11 третьего кольца 10 контактирует с кромкой контура 14 участка лыжной трассы, вырезанного в шаблоне 15.
Последнее сделано с целью обеспечения плавности перемещения светового пятна вдоль трассы из-за возможных геометрических неточностей при изготовлении эксцентриков 12, 13, для исключения колебаний выходного торца световода 4 от ветра, вибраций при работе электродвигателей и других факторов.
Оси вращения эксцентриков 12, 13 параллельны и каждая из них лежит соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях с продольной осью гибкого световода 4, см. Фиг.2.
Формы и характер вращения эксцентрика(ов) 12, 13 рассчитываются исходя из профиля и формы участков лыжной трассы, высоты расположения источника светового проецирования и других факторов.
Например, для прямолинейных и горизонтальных участков А, В, см. Фиг.1, эксцентрик 12 горизонтальный и неподвижный, а второй эксцентрик 13 вращается и имеет форму звезды с остроконечными лучами и скругленными сторонами, см. Фиг.7.
Для дугообразных участков С, В, Е, см. Фиг.1, эксцентрики 12, 13 имеют форму звезды с четырьмя лучами, одна из сторон которых имеет овальную форму, а другая - прямой линии.
При этом длина большого эксцентрика 12 равна величине отклонения выходного конца световода 4 по горизонтальной оси, а его ширина равна длине короткого эксцентрика 13, которая, в свою очередь, равна величине отклонения конца световода 4 по вертикальной оси. При этом контур 14 перемещения конца световода 4 для данного участка будет иметь вид, показанный на Фиг.4.
Эксцентрики 12, 13 через автономные редукторы 16, 17 соединены с электродвигателем 18, а обтюратор 3 через редуктор 19 - с электродвигателем 20, см. Фиг 8.
Каждый электродвигатель 16, 17 имеет регуляторы скорости вращения 21, 22 (на чертежах не показаны). Крепление внешнего конца световода 4 к пружинам 6 осуществляется через надетое на него крепежное кольцо 23, см. Фиг.2.
Для скрепления наружной и внутренней частей шаблона 15 использованы наружно установленные скобки 24, не мешающие перемещению внешнего торца 5 световода 4 по контуру 14, см. Фиг.6.
Каждый источник светового проецирования содержит приемник 25 и передатчик 26. При этом приемники 25 настроены на прием сигнала одной частоты от передатчика 26 предшествующего блока светового проецирования, а передатчики 26 передают сигнал одной частоты на приемники 25 следующего по ходу движения лыжника блока светового проецирования.
Все блоки светового проецирования имеют автономные источники питания 27, постоянно подключенные к приемникам 25, см. Фиг.8. Приемники 25 находятся в дежурном режиме и включаются при получении внешнего сигнала с соседнего блока. Обтюратор 3 содержит цветные светофильтры, обеспечивающие хорошую различимость цветного пятна на снегу.
В конечной точке контура 14 шаблона 15, соответствующей выходу спортсмена с участка трассы, установлен выключатель 28. Он включается при наезде на него эксцентрика 12 горизонтального перемещения торца 5 световода 4 и, включив передатчик 26, посылает сигнал на приемник 25 следующего, по ходу движения лыжника, блока светового проецирования и через электронный ключ 29 отключает функциональные блоки от источника питания 24 после завершения работы.
Система для тренировки лыжников работает следующим образом.
Предварительно лыжную трассу разбивают на такие автономные участки, каждый из которых мог бы обозреваться из одной точки, см. Фиг 1.
Участки трассы имеют разную форму (прямая линия, овал, полуокружность и т.д.) и различный профиль (спуск, подъем). С учетом этих факторов на каждом участке трассы, на высоте (на столбе освещения или на дереве), устанавливают блок светового проецирования, чей выходной торец 5 световода 4 перемещается в пространстве посредством одного или двух вращающихся эксцентриков 12, 13, форма которых, а также форма вырезанного в шаблоне 15 контура 14, обеспечивает непрерывное движение цветного пятна по участку лыжной трассы.
Скорость перемещения светового пятна настраивают с помощью блока регулировки скорости вращения двигателя 16 в цепи его питания, а частоту вспышки светового пятна посредством блока (на чертеже не показан) регулировки скорости вращения обтюратора 3.
На начальном этапе тренировки помощник тренера обходит все источники светового проецирования и устанавливает требуемую скорость перемещения торца 5 световода 4, т.е. устанавливает скорость перемещения светового пятна с учетом профиля трассы и индивидуальных возможностей лыжника(ов).
В момент старта тренер включает первый блок светового проецирования, световое пятно которого начинает перемещаться по первому участку лыжной трассы. При этом эксцентрики 12, 13 совместным вращением начинают перемещение внешнего торца 5 световода 4 от начальной точки контура 14 участка лыжной трассы и доводят его до конечной точки контура 14 первого участка, включают передатчик 23, который передает сигнал на следующий, по ходу движения лыжника, блок светового проецирования.
Этот сигнал принимается его приемником 25, который через электронный ключ 28 подключает источник питания 27 к источнику светового излучения 1, к двигателям 16, 17, управляющим вращением эксцентриков 12, 13 и обтюратора 3, см. Фиг.8.
Эксцентрики 12, 13, приводимые во вращение редукторами 14, 15, отклоняют внешний конец гибкого световода 4 и проецируют световое пятно перед лыжником на траекторию участка трассы. При этом пружины 6 пытаются их удержать и вернуть внешний торец 5 световода 4 в исходное состояние, в центр рамы 7. Тем самым они плотно прижимают его к эксцентрикам 12, 13, дополнительно обеспечивая его надежное перемещение по контуру 14, см. Фиг.4.
При этом выходной торец 5 световода 4, через желоб 11 надетого на него кольца 10, опирается на кромку контура 14 участка лыжной трассы в шаблоне 15 и, скользя по ней, проецирует световое пятно точно по лыжной трассе.
Форма каждого из эксцентриков 12, 13 выполнена такой, чтобы обеспечить перемещение торца световода 4 по трассе движения спортсмена на данном участке. Она рассчитывается путем поочередного отклонения торца 5 световода 4 в крайние горизонтальные и вертикальные точки линии трасы и фиксации их на шаблоне 15.
В конечной точке контура 14 шаблона 15, соответствующей выходу спортсмена с участка трассы, установлен контактный выключатель 28, см. Фиг.4, 8, на который наезжает эксцентрик 12 продольного перемещения. При этом включается передатчик 23, который подает сигнал на приемник 22 следующего, по ходу движения лыжника, блока светового проецирования и посредством электронного ключа 29 отключает питание от всех функциональных узлов.
Скорость перемещения светового пятна по трассе устанавливается такой, чтобы она была чуть больше скорости лыжника, обусловленной его физическими возможностями. В этом случае перемещение светового пятна заставляет его как бы «тянуться» за ним, тем самым мобилизуя свои физические ресурсы на более высокие результаты.
После «освоения» данной скорости спортсменом ее снова чуть увеличивают, заставляя его вновь «подтягиваться» к новому скоростному рубежу. И так до максимально возможного для данного спортсмена предела.
Заявленная система также может быть использована для тренировки биатлонистов. В этом случае вся лыжная трасса разделяется на два этапа - до стрельбища и после. Световой луч, добежав до тира, останавливается, а после окончания стрельбы спортсмен включает первый блок светового проецирования участка второго этапа и продолжает движение.
Гибкий световод 4 может быть выполнен сплетенным из отдельных световолоконных жил или секционного патрубка с сочлененными цилиндрами, с внутренними зеркальными или белыми стенками, частично входящими друг в друга, что позволяет ему изгибаться под воздействием эксцентриков 12, 13 за счет смещения патрубков друг относительно друга.
Заявленная система предназначена, в основном, для тренировки лыжников, биатлонистов и спортсменов других аналогичных видов спорта, олимпийского резерва и потенциальных кандидатов на мировые рекорды.
Заявленная система и реализующий ее способ являются новыми, ранее неизвестными, что говорит об их соответствии критерию патентоспособности - новизна.
Система может быть изготовлена на любом приборостроительном или радиотехническом предприятии средней технологической оснащенности и установлена на любой лыжной трассе, что говорит о ее соответствии критерию патентоспособности - промышленная применимость.