Тренажер с механизмом выбора и передачи нагрузки

Полезная модель относится к области спорта, в частности к тренировочным устройствам для развития и укрепления мускулатуры, а именно к уличному тренажеру с механизмом выбора и передачи нагрузки.
Известен уличный тренажер с перемещаемым грузом (Расположение и метод регулировки нагрузки в тренировочном оборудовании: публикация международной заявки WO2017037337, опубл. 09.03.2017). В данном тренажере использовано устройство для регулировки нагрузки в тренажере, которое содержит блок нагрузки, удлиненную направляющую, вдоль которой блок нагрузки выполнен с возможностью перемещения по направляющим с помощью роликов качения. При этом шарнирные ролики содержат бортики, ограничивающие движения груза перпендикулярно оси направляющей. Также на направляющей выполнены шипы или пазы, соответствующие шипам или пазам на грузе. Данные элементы служат для фиксации груза в определенном положении. Также указанный тренажер содержит каркас, скамью (опорную поверхность) и запорное устройство.
Данное устройство обладает достаточно высокими антивандальными характеристиками, что обуславливает его широкие возможности использования в общественных местах вне специализированных спортивных объектов. Однако недостатком такого устройства является слабая фиксация нагрузочного устройства из-за отсутствия возможности регулирования его роликов и разницы в толщине покрытия направляющих. Это негативно влияет на долговечность устройства. Также негативно на данное свойство устройства влияет необходимость физического перемещения тяжелого груза по направляющей для регулировки усилия. При активной эксплуатации направляющая со временем деформируется, что нарушает геометрию устройства и снижает эффективность тренировок.
Недостатки, связанные с невозможностью регулировки роликов нагрузочного устройства, решены в тренажере с перемещаемым грузом (Тренажер с перемещаемым грузом: патент RU199613, Российская Федерация, заявка RU2020116545, заявл. 20.05.2020, опубл. 09.09.2020), содержащем каркас и закрепленные на нем скамью и направляющую с рукояткой, при этом на направляющей расположено с возможностью перемещения для изменения усилия нагрузочное устройство, включающее колеса. На направляющей и нагрузочном устройстве выполнены соответствующие друг другу пазы и шипы для фиксации нагрузочного устройства в нескольких положения на направляющей. Колеса с ребордами выполнены с возможностью регулировки расстояния от одной реборды до другой.
Данное устройство достаточно эффективное и надежное по сравнению с аналогами, но в нем сохранились, недостатки, касающиеся необходимости перемещения груза по длине направляющей.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является тренажер (Устройство и способ выбора веса для тренажера: патент US10709922, Соединенные Штаты Америки, заявка US201816101033, заявл. 10.08.2018, опубл. 14.07.2020), состоящий из каркаса, направляющей дугообразной формы с механизмом выбора и передачи нагрузки, осей качения, опорных рычагов (шатунов), соединенных с рамой, груза, поддерживаемого опорными рычагами (шатунами). При этом движение опорных рычагов (шатунов) поднимает груз. Устройство также содержит рычаг выбора сопротивления, соединенного с направляющей дугообразной формы и трос, соединяющий опорные рычаги (шатуны) с рычагом выбора сопротивления, проходящий через натяжные ролики. Место на рычаге выбора сопротивления, где подсоединен трос, регулируется пользователем тренажера. При движении рычага выбора сопротивления трос поднимается, тем самым поднимая опорные рычаги(шатуны) и груз. Данное устройство принято за прототип.
К недостаткам прототипа можно отнести его относительно низкую долговечность. Это обусловлено отсутствием кожуха, защищающего основной механизм груза от факторов внешней среды и несанкционированного доступа, что также делает затруднительным использование такого устройства во многих общественных местах. Кроме того, на недолговечность устройства негативно влияет отсутствие отбойников и использование гибких элементов (цепей или тросов) за пределами закрытого корпуса. Так, от постоянной нагрузки тренажер без отбойников быстро изнашивается и теряет свои первоначальные эксплуатационные характеристики, а гибкие элементы скорее теряют свои свойства из-за воздействия факторов внешней среды.
Техническая проблема заключается в необходимости разработки эффективного и надежного тренажера
Технический результат состоит в повышении надежности и долговечности тренажера.
Технический результат достигается тем, что тренажер с механизмом выбора и передачи нагрузки, включающий каркас, а также соединенные с ним механизм выбора и передачи нагрузки с направляющей, подвижная каретка, выполненная с возможностью перемещения по направляющей с возможностью фиксации в различных положениях, а также гибкие элементы для передачи усилия к основному рычагу и основной рычаг, отличающийся тем, что снабжен защитным кожухом, при этом гибкие элементы для передачи усилия к основному рычагу, направляющая, подвижная каретка и груз расположены внутри защитного кожуха, а основной рычаг расположен снаружи кожуха и соединен с гибкими элементами для передачи усилия с помощью жестких элементов для передачи усилия.
Такая конструкция обеспечивает наилучшую защиту тренажера от различных воздействий, в том числе такая конструкция обеспечивает высокую антивандальную защиту и защиту от воздействий факторов внешней среды. В наиболее предпочтительном варианте реализации полезной модели направляющая выполнена дугообразной, а тренажер в качестве гибких элементов для передачи усилия к основному рычагу включает ремни или цепи. Также в предпочтительном варианте в качестве жестких элементов для передачи усилия использованы оси качения и вращения, а для фиксации на направляющей выполнены пазы, а каретка оснащена фиксатором. Специалисту очевидно, что конкретные технические решения, такие как количество пазов или материал и форма защитного кожуха могут варьироваться в зависимости от конкретного варианта продукта, а основным аспектом полезной модели является выполнение тренажера с защитным кожухом и расположение внутри него направляющей, каретки и гибких элементов передачи к основному рычагу, а также расположением основного рычага снаружи кожуха и соединением основного рычага с гибкими элементами с помощью жестких элементов. Конкретная реализация устройства в рамках заявляемой полезной модели может быть различной.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлено устройство в общем виде, а на фиг. 2 представлено устройство в виде спереди без защитных кожухов.
Тренажер с механизмом выбора и передачи нагрузки включает каркас 1 (опорную раму), выполненный из металлических труб или профилей. Также тренажер содержит жестко соединенный с каркасом 1 защитный кожух 2, предпочтительно выполненный из полимерного материала. Также тренажер предпочтительно содержит сиденье со спинкой 3, жестко соединенное с каркасом 1, и рычаг 4 с ручками, соединенные с каркасом 1 возможностью вращения точке качения 35. Рычаги 4  через ось качения 36 также жестко соединены с шатуном 5, который соединен с осью качения 6. Причем ось качения 6 соединена через шатун 7 с осью качения 8, соединяющую шатун 7 с каркасом 1. В стационарном положении шатун 7 опирается на отбойник 9, жестко установленный на каркасе 1. Причем вышеописанные элементы расположены снаружи кожуха 2.
Направляющая 13 дугообразной формы с пазами 14, 15, каретка 24 с фиксатором 34, оси качения 6, 11, 12, 19, 21, 23, цепь 26, шатуны 17, 18, 22 оси вращения 28, 30, 32, звезды 27, 29, 31 образуют механизм выбора и передачи нагрузки.
При этом тренажер также содержит множество элементов внутри кожуха 2. Расположенный внутри кожуха 2 кронштейн 10 жестко закреплен на каркасе 1. Направляющая 13 закреплена на кронштейне 10 при помощи оси качения 12, а шатуны 17, 18 закреплены на кронштейне 10 при помощи осей качения 11.
Ось качения 12 соединена с направляющей 13, которая оснащена механизмом выбора и передачи нагрузки и выполнена с удлиненным пазом 14 с верхней частью в виде зубьев. Второй удлиненный паз 15 расположен ниже паза 14 и повторяет его форму, но выполнен без зубчатых частей. С противоположной, по отношению к оси качения 12, стороны направляющая 13 опирается на площадку 16 с отбойником, жестко установленную на каркасе 1.
Оси качения 11 соединяют кронштейн 10 с шатунами 17, 18, которые, в свою очередь, соединены через оси качения 19 с грузом 20. Также груз 20, через ось качения 21, шатун 22 и ось качения 23 последовательно соединен с кареткой 24, выполненной с возможностью фиксации в различных положениях за счет зубчатой части удлиненного паза 14 на направляющей 13. Также направляющая 13 оснащена креплением 25 для цепи 26 (гибкий элемент для передачи усилия). Каретка 24 перемещается по пазу 15, который размещен в направляющей 13 по дуге при помощи двух опорных осей 37 входящих в каретку 24. В верхней части каркаса 1 расположена звезда 27, соединенная с каркасом 1 через ось вращения 28. В левой части кожуха расположена звезда 29, соединенная с каркасом 1 через ось вращения 30. Между звездами 27 и 29 расположена звезда 31, соединенная с каркасом 1 через ось вращения 32. Цепь 26, одним концом, соединена с грузом 20 через крепление 25 на направляющей 13, а также при помощи шатуна 22 и оси качения 21. Вторым концом цепь 26, пропущена через звезды 27, 29, 31 и соединена в точке крепления 38 с шатуном 7.
Предпочтительно для лучшей фиксации груза в определенном положении каретка 24 оснащена фиксатором 34 с ручкой. Причем кожух 2 выполнен с отверстием, повторяющем один из удлиненных пазов (14 или 15), а над этим отверстием нанесена шкала 35 для индикации уровня нагрузки тренажера. Также в предпочтительном варианте под грузом 20 в нижней части кожуха 2 на каркасе 1 расположен отбойник 33. Фиксатор с ручкой 34 каретки 24 может быть выполнен в виде рычага, который при стандартном положении упирается в один из зубцов паза 14, а при повороте (нажатии) ручки фиксатора 34 рычаг фиксируется в положении, обеспечивающим свободное перемещение каретки 24 по пазам 14 и 15. Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
Пользователь садится в сиденье 3 со спинкой и за счет толкания руками вперед придает направленную силу рычагу 4 с ручками. За счет этого шатун 5 изменяет положение шатуна 7 с помощью оси качения 6 и 36 из-за чего за счет цепи 26, проходящей через звезды 27, 29 и 31 до крепления цепи 25 на направляющей 13 груз 20 поднимается. При этом направляющая поднимается с одной стороны и отрывается от площадки 16 с отбойником за счет натяжения цепи 26 и оси качения 12. При обратном движении рук пользователя груз 20 возвращается в первоначальное положение, при этом направляющая 13 соприкасается с площадкой 16 с отбойником, а груз 20 соприкасается с отбойником 33. При нахождении груза 20 в начальном положении пользователь может изменить уровень нагрузки за счет перемещения фиксатора 34, ориентируясь на шкалу 35. При перемещении фиксатора 34, каретка 24 меняет свое положение внутри пазов 14 и 15, после чего фиксируется за счет верхней зубчатой части паза 14. При перемещении каретки за счет оси качения 21 меняет свое положение шатун 22, что, в целом, меняет плечо силы тренажера и, соответственно, уровень нагрузки для пользователя.
Заявляемое устройство поясняется примером.
Для проверки достижения за счет заявляемой полезной модели повышения надежности и долговечности тренажера были проведены испытания.
Образец 1 представлял собой устройство, собранное в соответствии с заявляемой полезной моделью. Образец 2 представлял собой устройство, собранное по прототипу (патент US10709922, опубл. 14.07.2020).
Оба образца были установлены на уличной площадке внутри закрытого двора, где можно было контролировать количество занятий на каждом тренажере. В течение одного месяца каждый день на каждом из образцов занимались по 5 человек, каждый из которых осуществлял около 20 повторений ежедневно.
Через месяц был проведен визуальный осмотр состояния образцов. Образец 1 по результатам испытания остался в хорошем состоянии. У Образца 2 наблюдались повреждения гибких элементов (потертости и наличие ворсинок), а также были обнаружены механические повреждения каретки.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение надежности и долговечности тренажера.