КРЕСЛО-ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Область техники
Предлагаемое техническое решение относится к оснащению различных транспортных средств, обеспечивающих повышенный комфорт пассажирам дальнего следования, за счет уменьшения последствий гиподинамии при длительном положении сидя.
Предшествующий уровень техники
Известно офисное или домашнее кресло, содержащее основание, сиденье, спинку, подлокотники и встроенные в кресло педали для ног, представляющие собой установленный под сиденьем кресла велотренажер с выдвигающимися вперед педалями, (см. патент США №5470298, НКИ 482/130, 28.11.1995).
Сидя в данном кресле, можно выполнять только одно упражнение с вращательным движением ног, имитирующее езду на велосипеде Велотренажер занимает большое пространство перед креслом и требует дополнительные усилия по установке в рабочее положение.
Известно также пассажирское кресло, содержащее основание, сиденье,
спинку, подлокотники и встроенные в кресло две опоры ног, каждое их которых имеет закрепленный на сиденье кресла трубчатый цилиндрический корпус с подпружиненным выдвижным штоком, (см. заявку ЕР №1304144 А1, А63В 23/04, 23.04.2003).
Техническое решение, предложенное в данной заявке, можно использовать в любых креслах, однако возможности его для выполнения упражнений крайне ограничены, как по характеру движений, так и по величине усилия. В данном устройстве не гарантируется полное отсутствие травм, а в условиях применения на транспорте неудобно сходить с кресла и садиться в него.
Известно большое количество средств, для физической разминки, в том числе для физической разминки ног, в которых для создания усилия используется сжатие воздуха в поршневых цилиндрах. Кинематическая передача включает в себя многозвенный шарнирный механизм, содержащий жесткую тягу и одноплечую качалку, и гибкую тягу, соединяющую жесткую тягу со штоком (см. РСТ № WO 97/45168, А63В 21/008, 04.12.1997).
Используемый в конструкции нагрузочный узел не задействует все мышцы ног, что ведет к негармоничному развитию мускулатуры пользователя, поэтому применение возможно только в комплексе с другими тренажерами, что делает невозможным его применение на транспорте.
Наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков является кресло, содержащее основание, сиденье, спинку, встроенные в кресло два средства физической разминки ног, каждое из которых имеет поршневой пневматический нагружатель, кинематически связанный с поршневым пневматическим нагружателем качающийся силовой рычаг с установленной на нем опорой для ноги и систему регулирования усилия на качающемся силовом рычаге, включающую в себя подключенный к поршневым пневматическим нагружателям ресивер, установленный под
сиденьем, В данном кресле поршневые пневматические нагружатели размещены под его сиденьем, а качающиеся силовые рычаги вынесены вперед непосредственно перед сиденьем кресла. Качающиеся силовые рычаги связаны со штоками поршней кинематической передачей, включающей в себя многозвенный шарнирный механизм и гибкую тягу. Система регулирования усилия включает в себя электронный управляющий блок, воздушный компрессор и датчики, контролирующие работу средства для физической разминки ног (см. заявку РСТ № WO 97/45168, А63В 21/008, 04.12.1997).
Известная конструкция обеспечивает как попеременное, так и одновременное движение ног вперед - назад, с регулированием прилагаемого усилия, что обеспечивает разнообразие физических нагрузок при выполнении упражнений. Безопасность пользователя обеспечивается быстродействующими, электрически управляемыми дренажными клапанами. Большой вес, наличие компрессора и электронной системы управления затруднит использование кресла на транспорте, что является недостатками данной конструкции.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого кресла - тренажера для транспортных средств является предоставление возможности занятия спортивными упражнениями, обеспечение квалифицированной помощью и контролем во время занятий для широкой возрастной категории людей, обеспечение комфортных условий занятий на ограниченной площади салона автобуса, автомобиля, вагона поезда или самолета.
Существует много проблем, связанных с дальними переездами и перелетами, ввиду того, что количество путешествующих людей возрастает,
магистральные авиалайнеры последнего поколения оборудуются помещениями со спортивными тренажерами, а для пассажиров бизнес - класса массажными креслами для снятия угрозы тромбообразования в кровеносных сосудах. Основная масса пассажиров эконом - класса, а пожилые люди, как правило, в их числе, остается подвержена риску из-за ограниченной доступности этих средств. В поездах, автомобилях и автобусах эта проблема решается прогулками по коридорам и частыми остановками автобуса или автомобиля, что абсолютно не эффективно, так как ходьба и стояние в коридоре не оказывает положительного воздействия на все группы мышц.
Поставленные задачи достигаются тем, что кресло - тренажер содержит комплект оборудования, с помощью которого человек может тренировать все основные группы мышц во время продолжительных поездок. Посредством датчиков сердечного и дыхательного ритма, соединенных с коммутатором, компьютерной программы, установленной в микрокомпьютере, встроенном в кресло пассажира тренировки сопровождаются контролем физического состояния человека. Кроме датчиков, к коммутатору подключены контакты нагрузочных узлов, с которых поступают сигналы в компьютер для управления процессом тренировки и ведения статистики занятий с каждой группой мышц человека. Для удешевления кресла - тренажера можно исключить из конструкции электронные компоненты, без них тренировки будут происходить под контролем самого пассажира.
Кресло - тренажер представляет собой кресло пассажира в поезде, автобусе, автомобиле, самолете, имеющее каркас, закрепленное на нем сиденье, спинку и подголовник, содержащее или не содержащее датчики сердечного и дыхательного ритмов, соединенными с коммутатором, нагрузочные узлы пружинного, гидравлического и/или пневматического типа с контактами или без них, соединенными через коммутатор, с встроенным в кресло - тренажер микрокомпьютером, с установленной программой, под
руководством которой производятся физические упражнения пассажира.
Кресло - тренажер содержащее каркас, сиденье, спинку и подголовник, содержащее или не содержащее, встроенные в подушку спинки, контактирующие с телом человека датчики сердечного и дыхательного ритмов, соединенные с коммутатором, передающим сигналы в микрокомпьютер с программой, которая фиксирует физическое состояние пассажира и, в случае ухудшения, подает сигнал тревоги.
Кресло - тренажер содержащее каркас, сиденье, спинку и подголовник, закрепленные на каркасе нагрузочные узлы пружинного, гидравлического и/или пневматического типа для основных групп мышц человека с контактами, соединенными с коммутатором или без них.
Кресло - тренажер, содержащее каркас, сиденье, подголовник и спинку, в которой каркас снабжен механизмом изменения угла наклона спинки, соединенным с гидравлическим или пневматическим цилиндром.
Кресло - тренажер содержащее каркас, сиденье, спинку и подголовник, который установлен на подвижном упругом шарнире с контактами, соединенными с коммутатором или без них.
Кресло - тренажер содержащее каркас, сиденье, спинку и подголовник, снабжен закрепленным на каркасе нагрузочным узлом для мышц и кистей рук пружинного, гидравлического и/или пневматического типа с контактами, соединенными с коммутатором или без них.
Кресло - тренажер содержащее каркас, сиденье, спинку и подголовник, имеет или не имеет закрепленный на каркасе коммутатор для приема сигналов от контактов нагрузочных узлов, датчиков сердечного и дыхательного ритмов и передающий их в микрокомпьютер с программой.
Кресло - тренажер содержащее каркас, сиденье, спинку и подголовник, имеет или не имеет встроенные в спинку и сиденье массажные вставки с электроприводом.
Кресло - тренажер содержащее каркас, сиденье, спинку и
подголовник, имеет или не имеет микрокомпьютер, подключенный к монитору, вмонтированному в спинку впереди стоящего кресла,
Кресло - тренажер содержащее каркас, сиденье, спинку и подголовник для компенсации энергозатрат все закрепленные нагрузочные узлы снабжены компактными генераторами, создающими нагрузку для мышц пассажира и дополнительную электроэнергию, направляемую в энергосистему транспортного средства.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен эскиз кресла - тренажера для автомобильного и железнодорожного транспорта.
На фиг.2 представлен эскиз конструкции кресла - тренажера для авиационного транспорта.
На фиг.3 представлен эскиз кресла - тренажера для авиационного транспорта с нагрузочным узлом для мышц рук, встроенный в подлокотник кресла с использованием воздушных, двухбалонных, сообщающихся емкостей малого объема, в нерабочем состоянии и массажными вставками.
На фиг.4 представлен эскиз конструкции нагрузочного узла для мышц и кистей рук с использованием воздушных, двухбалонных, сообщающихся емкостей малого объема.
На фиг.5 представлен эскиз конструкции нагрузочного узла для мышц ног с использованием воздушных, двухбалонных, сообщающихся емкостей малого объема.
На фиг.6 представлен эскиз подвижного подголовника кресла - тренажера.
На фиг.7 представлен эскиз конструкции двухбалонных, сообщающихся резиновых емкостей малого объема.
Варианты осуществления изобретения
В основе конструкции кресла - тренажера для транспортных средств стандартное кресло пассажира для каждого транспортного средства, имеющее сиденье, спинку, подголовник, с жестким каркасом; на нем закрепляются нагрузочные узлы пружинного, гидравлического или пневматического типа. Кроме этого на кресле установлены датчики сердечного и дыхательного ритмов, соединенные с коммутатором. На каждом нагрузочном узле использован стандартный пружинный механизм, или широко применяемый гидравлический, пневматический цилиндр, с встроенными контактами, выполняющими функцию датчиков длины или ограничителей хода штока. Для самолетов, ввиду ограничений взлетного веса использованы воздушные, сообщающиеся, двухбалонные, резиновые емкости малого объема. Контакты фиксируют движение нагрузочного узла и передают сигнал на коммутирующий блок, далее во встроенный в кресло микрокомпьютер с дисплеем, где его обрабатывает установленная программа. Все нагрузочные узлы имеют возможность настройки под комплекцию конкретного пассажира. Установленная программа тестирует пассажира набором определенных вопросов и упражнений, по результатам теста предлагается алгоритм занятий, принимаемый пассажиром, который выбирает интерфейс программы, музыкальное сопровождение, внешность, пол и возраст виртуального тренера, схему взаимодействия (игры, спортивные соревнования и т.д.). Кресло - тренажер это компьютерный манипулятор, как мышь или джойстик, требующий приложения реальных усилий рук, ног, спины и шеи.
Во время переезда или перелета программа кресла - тренажера в фоновом режиме, посредством датчиков наблюдает за физическим
состоянием пассажира и оповещает его о необходимости отдыха или физических упражнений. Несколько занятий за время пути будут способствовать улучшению здоровья и развлечения пассажира. Кресло - тренажер, позволяет в игровой форме, используя визуальные и звуковые способы воздействия на сознание пассажира задействовать его физическую активность. В условиях передвижения на большие расстояния кресло - тренажер, позволяет развивать дополнительные элементы безопасности на пассажирских местах, своевременно подавая сигнал о помощи при ухудшении состояния здоровья пассажира. Для удешевления кресла тренажера можно исключить из конструкции электронные компоненты, без них тренировки будут происходить под контролем самого пассажира.
Основа конструкции кресла - тренажера для автомобильного я железнодорожного транспорта трубчатый каркас 12 (Фиг.1), сверху подвижный подголовник 6, для тренировки мышц шеи, закрепленный с помощью упругого шарнира, нагрузочный узел 13 для мышц рук, нагрузочный узел 11, с подвижной рукояткой 30, с пружинным или пневматическим механизмом для мышц кистей рук, закреплен на каркасе спинки 31 (Вид А) или к торсиону 28, под сиденьем 1, на консоли 9 (Вид Б), нагрузочный узел 14 для тазобедренных мышц и нагрузочный узел 15 для мышц ног закреплен на подвижном кронштейне 5, на направляющих 18. Нагрузка для перечисленных групп мышц создается пружинными или пневматическими механизмами 11, торсионами 17, 28, 33, пневматическими и/или гидравлическими цилиндрами (8, 10, 16), (24, Фиг.4), (29, Фиг.5) двустороннего или одностороннего действия;, разного диаметра и длины хода или воздушные, двухбалонные емкости малого объема 21, с встроенными контактами или без них.
Кресло - тренажер для авиационного транспорта (Фиг.2) содержит встроенные в подушку спинки датчики сердечного и дыхательного ритмов (не показаны), контактирующие с телом пассажира, подвижный подголовник 6,
спинку кресла - тренажера, нагрузочные узлы 11, 13, 14, 15 соединенными через коммутатор с встроенным в кресло-тренажер микрокомпьютером (не показан), с установленной программой.
Нагрузочный узел для мышц ног 15 (Фиг.2, 5) состоит из корпуса 19 с электроприводом 20, закрепленного подвижно па направляющих 18, смонтированных па каркасе кресла тренажера 12 под сиденьем, опор с подставками для ног 22, воздушных, двухбалонных емкостей малого объема 21 (Фиг.5). В рабочем положении нагрузочные узлы для ног 14, 15 (Фиг.2, 5) занимают положение (А), в нерабочем - положение (Б), по направляющим, посредством электропривода убираются под сиденье.
Нагрузочный узел для тазобедренных мышц 14 (Фиг.1, 2, 3, 5) закреплен шарнирно на проушине 23, на подвижном кронштейне 5 (Фиг.1) или в корпусе 19, (Фиг.2, 3, 5) под сиденьем, в нерабочем положении опускается вниз и не мешает йогам. Состоит из двух опор 25, гидравлического или пневматического цилиндра двустороннего действия 24, расположенного между ними, создавая нагрузку в обе стороны движения при сдвигании и раздвигании коленей, фиксируется на ногах сверху, выше колена, широкими скобами 26, обшитыми мягким материалом.
Нагрузочный узел для мышц рук 13 (Фиг.1, 2, 3, 4) состоит из двух полых, телескопических штанг 27, встроенных в подлокотники, шарнирно закрепленных через торсион 28, па вертикальных стойках каркаса спинки 31, кресла - тренажера (Вид А, Фиг.1) или к торсиону 28, под сиденьем 1, на консоли 9 (Вид Б, Фиг.1), концы штанг внутри спинки соединены горизонтально пневматическим или гидравлическим цилиндром 9, что создает нагрузку при движениях рук в стороны и к центру, двух вертикально расположенных цилиндров 8 или воздушных, двухбалонных емкостей малого объема 21, заключенных в корпус 4, с крепежными пластинами 3 (Фиг.4, 7) и встроенными в подлокотник кресла (Фиг.4). Внутри телескопических штанг 27 (Фиг.4) вставлены гидравлические или пневматические цилиндры 29,
создающие нагрузку при движениях рук вперед и назад. Для тренировки кистей рук на концах штанг закреплены вертикальные, подвижные в двух плоскостях, шарнирные рукоятки 30 (в рабочем положении А) на пружинах или воздушном упругом кольце. Подвижные рукоятки (в нерабочем положении Б) поворачиваются вниз (Фиг.2, 3), чтобы не мешать посадке и выходу с кресла.
Спинка кресла - тренажера (Фиг.1) подвижная, с фиксацией в нерабочем режиме, снабжена парой пневматических цилиндров 16 или пружин, закрепленных на каркасе 12 и каркасе спинки 31, что позволяет тренировать мышцы спины, а в пристегнутом состоянии мышцы брюшного пресса. Спинка и сиденье имеют массажные вставки с электроприводом 35.
Подвижный подголовник 6, (Фиг.6) для тренировки мышц шеи содержит, изготовленную из упругого, вентилируемого материала подушку 7, которая крепится к каркасу 32, через торсион 33, создающий нагрузку, к каркасу спинки 31 и закрытого подушкой 34 спинки кресла - тренажера.
Таким образом, достигнуто максимальное включение в тренировочный процесс всех основных групп мышц, человека, достаточная мягкость и бесшумность работы кресла - тренажера, при прочной и надежной конструкции в целом. В связи с более высокими механическими и температурными нагрузками для изготовления сиденья, спинки и подголовника кресла предложено использование прочного, вентилируемого материала с антистатическими свойствами.
В электрической схеме использованы безопасные для человека напряжения, максимальным является 12 V для привода массажных вставок сиденья и спинки.
Кресло - тренажер (Фиг.1, 2) для железнодорожного, автомобильного транспорта, и авиалайнеров в связи с повышенными требованиями безопасности имеет увеличенную прочность каркаса и устойчивое, неподвижное крепление к полу. Нагрузочные узлы 15, 14 в нерабочем
состоянии задвигаются под сиденье вручную или по направляющим с электроприводом. Подвижные рукоятки в нерабочем положении поворачиваются вниз, чтобы не мешать посадке и выходе с кресла. Спинка и сиденье имеют массажные вставка с электроприводом. Микрокомпьютер подключается к монитору 38, вмонтированному б спинку впереди стоящего кресла или на кронштейне, что позволяет чередовать занятия физическими упражнениями с просмотром видеофильмов и ТВ программ. Для частичной компенсации энергозатрат на работу кресла тренажера нагрузочные узлы, вместо гидравлических и пневматических цилиндров могут быть снабжены компактными генераторами, создающими нагрузку для мышц пассажира и дополнительную электроэнергию, направляемую в энергосистему транспортного средства.