ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ГРЕБЦОВ АКАДЕМИЧЕСКОЙ ГРЕБЛИ
SIMULATOR FOR TRAINING BOAT ROWING

Область техники
Изобретение относится к спорту, в частности к тренировочному инвентарю для тренировки спортсменов-гребцов академической гребли.
Уровень техники
Известен тренажёр для учебно-тренировочных занятий по гребле, содержащий раму, установленные на раме подвижную каретку с сиденьем (тележку для гребца), (неподвижные) упоры для ног, нагрузочный узел, выполненный в виде маховика с тормозом, установленный на раме и кинематически связанный посредством гибкой связи (тягового средства в виде цепи) с имитаторами вёсел, поворачивающимися в двухшарнирных кинематических соединениях (валках), закрепленных на выносных уключинах (авт. свид. № 371950, опубл. 01.03.1973 [1]).
Данное устройство тренажера даёт возможность проводить тренировки как гребцов лодок парного весла, так и гребцов лодок распашного весла.  Однако в таком исполнении устройство тренажёра не даёт возможности достаточно полно воспроизвести условия академической гребли, поскольку отсутствует оснащение воздушной турбиной, которая обеспечивает стабильную нагрузку.
Известно устройство тренажёра для тренировки гребцов академической гребли, содержащее раму, на которую установлены с возможностью перемещаться каретка с сиденьем и каретка с ножными упорами, снабженные упругими средствами в виде резиновых жгутов, связанных со стойками тренажёра, обеспечивающие возвратно-поступательное движение вдоль рамы.  На каретке с упорами для ног закреплен нагрузочный модуль в виде аэродинамической турбины, связанной с рукоятками условных весел, и средство дополнительного нагружения в виде электромагнитного тормозного устройства  (RU 2512792 C1, опубл. 10.04.2014 [2]).
Недостатком известного тренажера является его ограниченное применение только для гребцов лодок парного вела.
Наиболее близким аналогом является конструкция тренажера для академической гребли (US 8622876, опубл. 07.01.2014 [3] (Фирма Rowing Innovations Inc. Assembly & Operations Manual).
Устройство позволяет разделить тренировку гребца на фазу захвата, силовую фазу, фазу финиша и фазу восстановления.  Устройство включает в себя место для гребца, содержащее опору для имитатора весла, имеющее внутреннюю сторону и забортную сторону относительно гребца; направляющую имитатора весла, имеющую направляющую поверхность, расположенную на забортной стороне опоры для имитатора весла и, при этом имитатор весла поддерживается с возможностью движения опорой имитатора весла и включает в себя внутренний конец, расположенный на внутренней стороне опоры имитатора весла, рукоятку, находящуюся на внутреннем конце, выполненную для захвата и удержания имитатора весла гребцом во время гребли, причем забортный конец расположен на забортной стороне опоры имитатора весла. На конце имитатора весла установлена вращающаяся втулка, соединенная со шкивом, через который усилия передаются на гибкую тягу кинематической цепи.   Забортный конец имитатора весла снабжен опорным роликом, выполненным с возможностью входа в контакт с направляющей поверхностью имитатора весла во время всей силовой фазы гребка для обеспечения движения имитатора весла в горизонтальной плоскости гребцом без сопротивления во время силовой фазы гребка.  Устройство тренажера имеет нагрузочный механизм, соединенный с имитатором весла, выполненный для создания нагрузки движению в горизонтальной плоскости имитатора весла гребцом во время силовой фазы.
Нагрузочный механизм и имитатор весла установлены на раме с опорами и связаны гибкой связью.  Имитатор весла установлен на уключину с помощью вертлюга.
Нагрузочный механизм представляет собой свободно вращающуюся воздушную  турбину со встроенной обгонной муфтой при этом турбина размещена на валу, который, установлен на балке нагрузочного устройства, закрепленного на раме тренажера, и имеет звездочку.  К раме  жестко крепится подножка, на которую установлены ножные упоры, а также устанавливается подвижная каретка с сиденьем.
Устройство тренажёра по патенту US [3] является наиболее близким по сущности и решаемой задаче к заявленному изобретению.
Основным недостатком известного технического решения является то, что конструкция имеет большие габариты, обладает большой массой, конструктивно сложная и не дает возможности тренировки с балансированием системы спортсмен - условная лодка, где при выполнении гребка происходит имитация качания лодки на воде.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание тренажёрного устройства для тренировки гребцов академической гребли, позволяющее повысить его функциональные возможности при уменьшении габаритов и массы, а также при упрощении конструкции.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей тренажера и дополнительных возможностей тренировки с балансированием системы спортсмен - условная лодка, также появилась система компенсации силы тяжести отсутствующей части весла, что обеспечивает повышение результативности тренировочного процесса за счет увеличения процента специализированной работы с имитатором весла, что соответственно позволяет снижать процент технических ошибок.
Техническое решение по тренажеру в соответствии с настоящим изобретением даёт возможность использовать тренажер как для тренировок гребцов лодок парного весла, так и для гребцов лодок распашного весла.
Раскрытие изобретения
Решение поставленной задачи достигается за счет предлагаемого устройства тренажера.  Конструкция предлагаемого тренажера включает в себя:
раму и опорную часть рамы, образованную опорами, скрепленными распоркой,
нагрузочное устройство, представляющее собой свободно вращающуюся воздушную турбину, установленную на валу, который, в свою очередь, установлен на балке нагрузочного устройства, закрепленной на опорной части,
выносную уключину, закрепленную на раме,
имитатор весла, имеющий внутреннее и внешнее плечи с рукоятками на внутреннем плече, который устанавливается на выносную уключину с помощью вертлюга;
звездочку, закрепленную на валу нагрузочного устройства, взаимодействующую с приводной цепью,
кинематическую цепь, состоящую из последовательно соединенных между собой гибкой тяги, приводной цепи и резинового жгута, находящегося внутри балки нагрузочного устройства, при этом гибкая тяга одним концом крепится к отводу выносной уключины, огибает подвижный шкив, закрепленный на внутреннем плече имитатора весла посредством вращающейся втулки, а вторым концом соединяется с приводной цепью,
подножку с упорами для ног, неподвижно закреплённую на раме,
подвижную каретку с сиденьем, перемещающуюся по раме, при этом
рама установлена на опоры шарнирно, а закрепленный на имитаторе весла подвижный шкив, от которого усилия при гребке передаются на кинематическую цепь, устанавливается на внутреннем плече имитатора весла посередине расстояния  между рукоятками имитатора весла и вертлюгом, и
дополнительно, обычно, на полу закрепляется вертикальная стойка, на которую устанавливается опорный поворотный рычаг соосно с осью поворота вертлюга, заканчивающийся вилкой, в которую вставляется имитатор весла, а поворотный рычаг с помощью резинового жгута соединяют со втулкой, расположенной на конце оси внешнего плеча имитатора весла. На конце поворотного рычага закреплен упор, ограничивающий вертикальный ход имитатора весла.
Конструкция предлагаемого тренажёра также обеспечивает тренировки гребцов лодок парного весла, для чего на тренажёр устанавливают второй имитатор весла. В этой модели первый конец гибкой тяги, от которой усилия передаются на приводную цепь, крепится к отводу выносной уключины левого весла, а второй к отводу правого весла, сама гибкая тяга огибает подвижные шкивы, установленные на имитаторах весел, посредством поворотных втулок, далее через отклоняющие ролики взаимодействует с подвижным шкивом, выполняющий роль дифференциала, ось которого соединена с приводной цепью нагрузочного устройства.
Перечень чертежей
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.
Фиг. 1 показывает общий вид тренажера.
Фиг. 2 представляет вид установки поворотного рычага соосно с вертлюгом и его взаимодействие с имитатором весла.
Фиг. 3  показывает последовательное соединение качающихся рам тренажеров для гребцов академической гребли при командных тренировках.
Фиг.4 показывает устройство кинематической цепи в лодках парного весла.
Описание изобретения
На фиг. 1 представлена конструкция тренажера, предназначенного для тренировки гребцов академической гребли.  Тренажер в целом образован рамой с опорной частью и местом гребца с имитатором весла.
Рама 1 образована продольными направляющими 1a и поперечинами 1b и установлена шарнирно на опорную часть рамы, образованной опорами 3, скрепленными распоркой 4.  Рама шарнирно соединяется с опорами 3, при этом поворот рамы ограничивается упругими элементами 2, расположенными между рамой 1 и опорами 3.
На опорной части рамы установлено нагрузочное устройство, представляющее собой свободно вращающуюся воздушную турбину 5 со встроенной обгонной муфтой, при этом турбина размещена на валу 6 установленного с возможностью вращения на балке 7 нагрузочного устройства, закрепленной между распоркой и опорой рамы.  На валу 6 жестко закреплена звездочка (не показана), взаимодействующая с приводной цепью 8, один конец которой крепится к первому резиновому натяжному жгуту (не показан), находящемуся внутри балки 7, а другой соединен с гибкой тягой 9 в кинематической цепи.
Место гребца образовано на раме 1 и содержит подвижную каретку 24 с сиденьем, подножку 22 с ножными упорами 23, закрепленную на раме выносную уключину 11 с отводом.  На выносной уключине посредством вертлюга 13 крепится имитатор 12 весла, имеющий внутреннее плечо с рукояткой и внешнее плечо.  На внутреннем плече имитатора весла посередине расстояния  между рукоятками имитатора весла и вертлюгом 13 установлена поворотная втулка 14, на которой закреплен подвижный шкив 10.
Ведущая звездочка нагрузочного устройства связана посредством приводной цепи 8 и гибкой тяги 9 с имитатором весла 12.  Гибкая тяга 9 огибает подвижный шкив 10 и отклоняющие ролики на отводе уключины и поперечине рамы.
На фиг. 2 показан вид установки поворотного рычага 16 соосно с вертлюгом и его взаимодействие с имитатором весла 12.
Закрепленный опорный поворотный рычаг 16 заканчивается вилкой 17, в которую вставляется имитатор весла 12,  при этом опорный поворотный рычаг установлен таким образом, что его ось поворота совпадает с осью поворота вертлюга 13; опорный поворотный рычаг и имитатор весла соединены резиновым жгутом 19, который  огибает отклоняющий ролик 20 и крепится одним концом к опорному поворотному рычагу 16, а вторым концом к поворотной втулке 18, закрепленной на конце оси внешнего плеча  имитатора весла. Перемещение имитатора весла 12 в вертикальной плоскости ограничивает упор 21.
Ось вращения поворотного рычага 16 должна быть соосна оси поворота вертлюга 13. Это обеспечивается за счет установки рычага на опору, в качестве которой может быть, например, стойка 15.
На фиг. 3 представлена конструкция тренажера для командной тренировки, в которой качающаяся рама с рабочим местом первого гребца посредством втулки (на чертеже не видно) соединяется с качающейся рамой второго гребца и так попарно дальше, что позволяет создать сборный тренажер для командной тренировки гребцов академической гребли в двойке парной и двойке распашной, четверке парной и четверке распашной, в восьмерке парной и в восьмерке распашной.
На фиг. 4 представлено устройство кинематической цепи привода нагрузочного устройства в лодках парного весла. Гибкая тяга 9 своими концами крепится к отводам выносных уключин 11, огибает подвижный шкив 25, ось которого соединена с приводной цепью 8, которая, в свою очередь, взаимодействует со звездочкой, закрепленной  на валу 6.
Конструкция тренажера для академической гребли, предназначенная для гребцов лодок парного весла, выполнена аналогично.  Для этого приводная цепь 8 крепится к оси подвижного шкива 25, а гибкая тяга 9, которая огибает этот шкив, симметрично проходит через отклоняющие ролики и подвижные шкивы 10, закрепленные на внутреннем плече имитаторов левого и правого весла 12 посредством поворотных втулок 14. Концы гибкой тяги  крепятся к отводам выносных уключин 11 левого и правого борта.
Работа на тренажере, предназначенном для тренировок гребцов лодок распашного весла, происходит следующим образом:
В фазе подготовки к гребку спортсмен на подвижном сиденье 24 подъезжает к подножке 22, отталкивая от себя вперед рукоятки имитатора весла 12.  Так как имитатор весла вставлен в вертлюг 13 и вилку 17, то поворот весла в вертлюге 13 вызывает поворот рычага 16.  В фазе подготовки к гребку конец имитатора весла поднимается вверх, отрывается от упора 21 и натягивает резиновый жгут 19, сила натяжения которого компенсирует отсутствие силы тяжести  отсутствующей части весла.
При движении  весла в исходное положение для гребка натяжение гибкой тяги 9 и цепи 8 ослабевает, эту слабину выбирает натяжение резинового жгута, который находится внутри балки 7.  В это время звездочка и вал 6 свободно вращаются назад, не передавая крутящий момент на турбину 5.  Чтобы не мешать повороту весла вокруг своей оси шкив 10, от которого усилия передаются на кинематическую цепь, крепится к поворотной втулке 14, которая может вращаться вокруг имитатора весла 12.
В фазе захвата гребец поворачивает имитатор весла вокруг своей оси, лопасть весла в это время должна повернуться на нужный угол и опуститься в воду до полного погружения лопасти, чему соответствует нужный угол наклона весла.  На тренажере нужный угол наклона имитатора весла обуславливается взаимодействием конца имитатора весла с упором 21 на конце опорного поворотного рычага 16.
Во время гребка гребец, упираясь в упоры для ног 23, которые закреплены на неподвижной подножке 22, которая, в свою очередь, закреплена на раме 1, отъезжает назад вдоль рамы на подвижном сиденье 24, одновременно подтягивая к себе рукоятки весел.  Перемещение шкива 10 создает натяжение гибкой тяги 9, которая через отклоняющие ролики передает усилия на цепь 8, что создает крутящий момент на валу 6, срабатывает обгонная муфта и начинает вращаться турбина, создавая сопротивление для гребка, близкое по своим параметрам сопротивлению при работе в лодке. Так как рукоятки весел проходят путь в два раза больше, чем втулка 14, то это уменьшение компенсируется закреплением к втулке шкива 10, через который передаются усилия на гибкую тягу 9, вследствие чего длина пути звеньев приводной цепи 8 равна длине пути рукояток имитатора весла 12.
Заявленный технический результат, который позволяет повысить результативность тренировочного процесса за счет расширения функциональных возможностей тренажера, достигается за счет того, рама установлена на опоры шарнирно, а закрепленный на имитаторе весла подвижный шкив, от которого усилия при гребке передаются на кинематическую цепь, устанавливают посредством вращающейся втулки на внутреннем плече имитатора весла посередине расстояния между рукоятками имитатора весла и вертлюгом, при  этом ось вращения опорного поворотного рычага, на конце которого закреплена вилка, в которую вставлен имитатор весла, устанавливают соосно оси поворота вертлюга,  опорный поворотный рычаг с помощью резинового жгута соединяют со втулкой, расположенной на конце оси внешнего плеча имитатора весла, и на конце опорного поворотного рычага закрепляют упор, ограничивающий вертикальный ход имитатора весла.
Перенос шкива с наружного плеча имитатора весла относительно вертлюга на внутреннее плечо позволило уменьшить размер тренажера и сделать раму качающейся.
При работе на тренажере рама 1 может наклоняться относительно продольной оси, поэтому жесткость упругих элементов 2 подобрана таким образом, чтобы имитировать остойчивость лодки на воде.
Плоскость перемещения ограничительного упора на поворотном рычаге соответствует плоскости поверхности воды, что соответствует углу наклона весла в вертлюге на лодке при движении в воде.  При наклоне имитатора весла внутри вилки происходит натяжение резинового жгута, усилия натяжения которого компенсируют отсутствие силы тяжести отсутствующей части весла.  Введенная в тренажер вертикальная стойка позволяет имитировать опору весла в воде при гребке.