СПОРТИВНЫЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ГРЕБЦОВ-БАЙДАРОЧНИКОВ И ГРЕБЦОВ-КАНОИСТОВ
SPORTS SIMULATOR FOR KAYAK ROWERS AND CANOE ROWERS

Изобретение относится к спортивному инвентарю, более конкретно - к устройствам для тренировки, а именно к тренажерам для гребцов-байдарочников и гребцов-каноистов, предназначенным для проведения тренировок на суше, в том числе тренировок с имитацией гребли на байдарках-двойках и каноэ-двойках.
Известные тренажеры указанного назначения содержат, как правило, наряду с основанием с приспособлениями для размещения спортсмена (например, сиденьем и упором для ног спортсмена-байдарочника), имитатор весла со средствами передачи усилия на средство для имитации сопротивления водной среды. Различия между ними обусловлены, в основном, особенностями выполнения указанных средств.
В тренажере по авторскому свидетельству СССР №1018656 (опубл. 23.05.1983) [1] функции указанных средств совмещены в двух упругих тягах, прикрепленных к концам имитатора весла и к одной из частей основания. В таком тренажере тяга, не участвующая в имитируемом гребке, может свободно провисать между точками ее крепления и мешать спортсмену, в частности, отвлекая его внимание. При этом другая тяга, участвующая в имитируемом гребке, создает усилие, увеличивающееся пропорционально ее растяжению и достигающее максимума в конце гребка, что не вполне адекватно реальной ситуации. Положительными сторонами данной конструкции являются предельная простота и то, что траектория концов имитатора весла полностью определяется самим спортсменом. Возможна также имитация гребли на каноэ, для чего гребки должны осуществляться только одним концом имитатора весла.
В тренажере по авторскому свидетельству СССР №1044299 (опубл. 30.09.1983) [2] имеются направляющие для концов имитатора весла и расположенные на нижних частях этих направляющих пружинные элементы для создания сопротивления движению имитатора весла. Последний в частях, имитирующих лопасти, имеет прорези для упомянутых направляющих. В данном тренажере концы имитатора весла движутся по заранее заданным траекториям, что может быть положительным фактором для начинающих спортсменов при отработке ими техники гребка. Вместе с тем, это не позволяет опытным спортсменам совершенствовать эту технику, препятствуя преодолению сформировавшихся стереотипов. Кроме того, как и в устройстве [1], усилие, которое должно быть приложено спортсменом, непостоянно и возрастает до максимального к концу гребка. Этот тренажер предназначен для имитации гребли только на байдарке.
В тренажере по патентной заявке ФРГ №2639882 (опубл. 09.03.1978) [3] средством для имитации сопротивления водной среды является инерция массивного маховика с вертикально ориентированной осью вращения, кинематически связанного с приводным валом, тоже расположенным вертикально, и со средством для создания регулируемого тормозящего момента. Для приведения приводного вала в движение тренажер содержит систему тросов, один из которых, далее называемый главным, имеет две точки крепления к нему гибких тяг, соединенных с концами имитатора весла, имеющего вид стержня. Тренажер содержит также два первых шкива, установленных на указанном общем для них приводном валу с возможностью передачи ему вращающего момента при одном направлении вращения и свободного прокручивания относительно него при другом направлении вращения указанных шкивов. Последние предназначены для сматывания/наматывания главного троса, противоположные концы которого закреплены на этих шкивах, а сам этот трос между шкивами поддерживается несколькими направляющим роликами. Тренажер содержит также два вторых шкива, установленных на приводном валу. Каждый из них жестко соединен с одним из первых шкивов. Вторые шкивы предназначены для наматывания/сматывания двух других тросов, которые закреплены одними своими концами на этих шкивах, а другими - на двух других шкивах, жестко установленных на общем для них валу, параллельном указанному приводному валу. В каждом имитируемом гребке участвуют главный и оба других троса, причем каждый из тросов сматывается с одного шкива и наматывается на другой. К главному тросу в двух точках, находящихся в его частях, наматываемых на первые шкивы и сматываемых с них, прикреплены одними своими концами гибкие тяги, которые другими концами прикреплены к концам имитатора весла.
В процессе имитации гребка участвующая в нем гибкая тяга приводит в движение главный трос, сматывая его с одного из главных шкивов, который передает вращение приводному валу. Точка крепления данной гибкой тяги к главному тросу при этом перемещается по траектории, ограниченной промежутком между упомянутым главным шкивом и одним из направляющих роликов, удаляясь от этого первого шкива. Одновременно точка крепления второй гибкой тяги перемещается, приближаясь к другому первому шкиву и удаляясь от другого направляющего ролика.
В данном тренажере характер изменения усилия, прилагаемого спортсменом в процессе имитации гребка, ближе к реальному, чем в тренажерах [1] и [2]. Однако перемещение одного конца гибкой тяги, имеющей фиксированную длину, по фиксированной траектории вместе с точкой ее крепления к главному тросу может быть причиной ограничения формы траектории конца имитатора весла на стороне имитируемого гребка. В то же самое время на стороне, противоположной имитируемому гребку, имеющая фиксированную длину и аналогичное крепление вторая гибкая тяга, другим своим концом соединенная с другим концом имитатора весла, может находиться в ненатянутом состоянии и по этой причине провисать.
При этом конструкция тренажера и процесс функционирования его механизма сложны. Как можно видеть, движение всех тросов и шкивов, связанных тросами фиксированной длины, в частности тросов, обеспечивающих чередование режимов сматывания и наматывания главного троса, должно быть строго согласовано. Для обеспечения такой согласованности укладка тросов при их наматывании на шкивы в каждом цикле, соответствующем имитации пары гребков, должна происходить одинаково, что предъявляет повышенные требования к точности изготовления узлов тренажера. Например, если наматывание главного троса на один из первых шкивов случайно произойдет с образованием дополнительного слоя, то величины возможных перемещений точек крепления гибких тяг к главному тросу могут оказаться неодинаковыми, и не исключено возникновение у спортсмена ощущения асимметрии правого и левого гребков.
Кроме того, принцип действия тренажера [3] предусматривает обязательное чередование имитации правого и левого гребков, так как обратное наматывание главного троса на первый шкив, с которого он был смотан при имитации предыдущего гребка с одной стороны, происходит только в результате осуществления имитации следующего гребка с другой стороны, при которой происходит сматывание главного троса с другого первого шкива.
Каждое из устройств [1], [2] предназначено для тренировки только одного спортсмена. Дополнение их элементами, аналогичными описанным, для имитации гребли на лодках-двойках приводит к неадекватности восприятия ситуации спортсменами, так как усилия, которые должен прилагать каждый из них, оказываются не зависящими от усилий, прилагаемых другим.
Вместе с тем, в заявке [3] отмечено, что описываемый в ней тренажер в незначительно измененном виде может быть использован для имитации гребли на каноэ-двойке. Для этого имитатор весла должен быть разделен на две одинаковые части, одна из которых предназначена для использования первым спортсменом для гребков справа, в другая - для использования вторым спортсменом для гребков слева. При этом, в отличие от гипотетически дополненных тренажеров по документам [1], [2], имеются предпосылки для обеспечения более адекватного восприятия ситуации спортсменами (так как их усилия направлены на приведение в движение общего приводного вала, связанного с общим средством для имитации сопротивления водной среды), однако при наличии рассогласования действий спортсменов адекватность имитации не может быть сохранена.
Известный тренажер по патентной заявке ФРГ [3] наиболее близок к предлагаемому спортивному тренажеру для гребцов-байдарочников и гребцов-каноистов.
Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции тренажера при снижении требований к точности изготовления его узлов, в обеспечении большей свободы формы траекторий концов имитатора весла с одновременным исключением возможности провисания гибкой тяги, а также в достижении независимости условий имитации правого и левого гребков, в том числе, с возможностью имитации нескольких гребков подряд с одной и той же стороны, что позволяет использовать тренажер для проведения тренировок как гребцов-байдарочников, так и гребцов-каноистов. Дополнительным техническим результатом, достигаемым в одном из частных случаев выполнения устройства, является возможность имитации гребли двумя спортсменами на лодке-двойке без нарушения адекватности восприятия ими ситуации.
Ниже при раскрытии сущности изобретения, описании частных случаев и рассмотрении примеров его осуществления могут быть названы и другие виды достигаемого технического результата.
Предлагаемый спортивный тренажер для гребцов-байдарочников и гребцов-каноистов, как и наиболее близкий к нему известный [3], содержит установленное на стойках основание со средствами для размещения на нем спортсмена, имитатор весла в виде стержня, два троса, установленные на основании направляющие ролики, а также две гибких тяги, один конец каждой из которых закреплен на одном из концов имитатора весла, и установленный на основании с возможностью вращения приводной вал с двумя парами шкивов, кинематически связанное с приводным валом средство для имитации сопротивления водной среды, содержащее массивный маховик и снабженное средством для регулирования величины этого сопротивления. Первый и второй шкивы в каждой из указанных пар шкивов жестко соединены друг с другом и установлены на приводном валу с возможностью передачи ему вращающего момента при одном направлении вращения и свободного прокручивания относительно него при противоположном направлении вращения. Каждая из гибких тяг имеет кинематическую связь с первым шкивом одной из указанных пар шкивов, а каждый из тросов соединен одним из своих концов со вторым шкивом одной из указанных пар шкивов.
Для достижения названного выше технического результата в тренажере по предлагаемому изобретению, в отличие от указанного наиболее близкого к нему известного, каждый из указанных тросов выполнен в виде упругого эластичного шнура. Первые шкивы обеих указанных пар шкивов имеют одинаковые диаметры. Упомянутая кинематическая связь гибкой тяги с первым шкивом в каждой паре шкивов выполнена путем непосредственного закрепления на данном шкиве другого конца гибкой тяги. Последняя при нахождении конца имитатора весла, с которым она соединена, в промежуточном положении между возможными его крайними положениями имеет намотку на данном первом шкиве в направлении, при котором натягивание ее под действием усилия, приложенного со стороны соединенного с нею конца имитатора весла, приводит к созданию вращающего момента в направлении, обеспечивающем возможность передачи его приводному валу, а упругий эластичный шнур, соединенный со вторым шкивом той же пары, имеет намотку на этом шкиве в направлении, противоположном направлению намотки гибкой тяги на жестко соединенном с ним первом шкиве, и находится в растянутом состоянии. При этом направления вращающего момента, создаваемого на первом шкиве гибкой тягой под действием усилия, приложенного со стороны соединенного с нею конца имитатора весла, одинаковы для обеих гибких тяг. Каждая гибкая тяга перекинута, по меньшей мере, через один установленный на основании главный направляющий ролик, при этом каждый из главных направляющих роликов, контактирующий с частью перекинутой через него гибкой тяги, ближайшей к концу имитатора весла, установлен впереди по отношению к расположению средств для размещения спортсмена и с возможностью изменения ориентации оси его вращения. Оба упругих эластичных шнура, в виде которых выполнены упомянутые тросы, либо непосредственно зафиксированы их другими концами на основании, либо каждый из них перекинут через вспомогательный направляющий ролик и зафиксирован на основании другим своим концом или соединен этим концом с другим концом другого упругого эластичного шнура.
Благодаря тому, что обе гибкие тяги частично намотаны каждая на свой первый шкив одной из пар, передача движения этому шкиву и от него - приводному валу и связанному с ним средству для имитации сопротивления водной среды происходит в результате разматывания предварительно намотанной на первый шкив гибкой тяги под действием усилия спортсмена, прилагаемого к имитатору весла, конец которого соединен с концом не намотанной на первый шкив части данной гибкой тяги. Благодаря тому, что диаметры первых шкивов обеих пар одинаковы, усилия, которые спортсмен должен прилагать при имитации гребка справа и слева, тоже одинаковы.
Одновременно со сматыванием гибкой тяги с первого шкива происходит наматывание упругого эластичного шнура на соединенный с ним второй шкив данной пары, и возникает дополнительное натяжение этого шнура. Наматывание и разматывание гибких тяг и упругих эластичных шнуров с одной стороны тренажера никак не ограничивает возможности наматывания или разматывания с другой стороны благодаря независимости гибких тяг друг от друга и наличию намотки этих тяг на основные шкивы в сочетании со способностью упругих эластичных шнуров к растяжению. Поэтому никакие особенности выполнения спортсменом имитации предыдущего гребка не сказываются на возможности движения имитатора весла по той или иной траектории при имитации следующего гребка, что соответствует реальным условиям гребли. При этом могут имитироваться несколько гребков подряд с одной и той же стороны, благодаря чему становится возможным использование тренажера как спортсменами-байдарочниками, так и спортсменами-каноистами. Указанные факторы в совокупности обусловливают также нечувствительность функционирования механизма тренажера к неточностям изготовления его узлов и к характеру размещения на шкивах витков намотки. При этом описанная конструкция тренажера никак не ограничивает длину намотки гибких тяг на первые шкивы, что позволяет выполнить ее с заведомым запасом, при котором конец имитатора весла, находящегося в руках спортсмена, ни при каких обстоятельствах (ни при каком росте спортсмена, длине его рук, ни при каких совершаемых им движениях) не будет испытывать никаких ограничений с точки зрения формы его траектории.
Снятию ограничений на форму траектории конца имитатора весла способствуют также наличие одного или более главных направляющих роликов, через которые перекинута каждая гибкая тяга в ее части, находящейся между концом имитатора весла и первым шкивом соответствующей пары, и установка главного направляющего ролика, контактирующего с частью гибкой тяги, ближайшей к концу имитатора весла, с возможностью изменения ориентации оси его вращения. Такая установка придает ролику дополнительную степень свободы, благодаря чему перекинутая через него гибкая тяга при изменении ее ориентации в процессе имитации гребка не выходит из зацепления с данным роликом, а это, в конечном счете, предохраняет гибкую тягу от выхода из зацепления с первым шкивом соответствующей пары, на который намотана остальная часть данной гибкой тяги. При этом выбор места расположения одного (в частном случае - единственного) из этих роликов впереди по отношению к месту расположения спортсмена позволяет обеспечить требуемую свободу траекторий концов имитатора весла при осуществлении гребков.
Гибкая тяга на стороне, противоположной стороне имитируемого гребка, не провисает, так как она постоянно находится в состоянии натяжения: упругий эластичный шнур, который во время имитации предыдущего гребка приобрел намотку на второй шкив и дополнительное натяжение, стремится сократиться и, сматываясь со второго шкива, вращать его в обратном направлении и вместе с ним - первый шкив этой же пары, наматывая на последний гибкую тягу и постоянно поддерживая ее в натянутом состоянии. Степень растяжения упругих эластичных шнуров может регулироваться выбором их длины и величиной их намотки на соответствующие вторые шкивы.
Сказанное справедливо для всех названых видов фиксации конца упругого эластичного шнура, противоположного соединенному со вторым шкивом. При этом фиксация данного конца к основанию в случае, когда упругий эластичный шнур перекинут через вспомогательный направляющий ролик, позволяет увеличить длину этого шнура. Фиксация, при которой свободные концы обоих шнуров, перекинутые через вспомогательные направляющие ролики, соединены друг с другом, увеличивает эту длину в еще большей степени, в том числе, за счет возможности сматывания упругого эластичного шнура со второго шкива одной пары во время намотки на второй шкив другой пары.
Описанные возможности обеспечивают дополнительную свободу выбора для разработчика и изготовителя тренажера, в зависимости от их технологических предпочтений, свойств материала упругих эластичных шнуров и иных факторов.
Средства для размещения спортсмена могут включать, например, сиденье и упор для ног гребца-байдарочника или подушку для колена и упор для стопы гребца-каноиста.
Установка каждой пары указанных жестко соединенных друг с другом первого и второго шкивов на приводном валу может быть осуществлена, например, с использованием обгонной муфты, являющейся надежным средством для реализации функции передачи валу вращающего момента при одном направлении вращения и свободного прокручивания относительно него при противоположном направлении вращения.
Средство для регулирования величины имитируемого сопротивления водной среды может представлять собой, например, как в устройстве [3], установленный на общем с указанным массивным маховиком валу или на кинематически связанном с ним другом валу ротор электрогенератора с подключенной к последнему нагрузкой, имеющей регулируемое электрическое сопротивление. В частном случае в качестве массивного маховика может выступать сам ротор указанного электрогенератора.
В другом частном случае на общем с указанным с массивным маховиком валу или на кинематически связанном с ним другом валу может быть установлен воздушный винт, заключенный в закрытый кожух с регулируемым размером в направлении создаваемого указанным воздушным винтом воздушного потока. При этом кинематическая связь средства для имитации сопротивления водной среды, содержащего массивный маховик, с приводным валом может быть обеспечена как при установке массивного маховика непосредственно на приводном валу, так и на другом валу, связанном с приводным валом, например, посредством ременной передачи. При установке указанного воздушного винта на валу, кинематически связанном с валом, на котором установлен массивный маховик, и осуществлении этой кинематической связи посредством ременной передачи массивный маховик может быть выполнен в виде одного из шкивов этой передачи.
Еще в одном частном случае регулирование величины имитируемого сопротивления водной среды может быть осуществлено при выполнении массивного маховика из ферромагнитного материала и размещении его между полюсами магнита, установленного с возможностью изменения положения его полюсов относительно массивного маховика.
Указанные гибкие тяги и упругие эластичные шнуры могут быть выполнены с использованием простейших средств. Первые могут представлять собой, например, прочные веревки, а вторые - резиновые жгуты.
В любом из описанных выше частных случаев выполнения предлагаемого тренажера он может быть дополнен таким образом, что становится возможным использование его для тренировки как одного, так и двух спортсменов, имитирующих греблю на лодке-двойке. Для этого тренажер дополнительно содержит средства для размещения на основании второго спортсмена, второй имитатор весла, две дополнительные гибкие тяги, один конец каждой из которых закреплен на одном из концов второго имитатора весла, две дополнительные пары жестко соединенных друг с другом шкивов, один из которых в каждой дополнительной паре является первым, а другой - вторым, а также два дополнительных упругих эластичных шнура, каждый из которых соединен одним из своих концов со вторым шкивом одной из дополнительных пар, и дополнительные главные и дополнительные вспомогательные направляющие ролики. Каждая из дополнительных пар шкивов установлена на приводном валу или на кинематически связанном с ним или со средством для имитации сопротивления водной среды дополнительном валу с возможностью передачи валу, на котором она установлена, вращающего момента при одном направлении вращения и свободного прокручивания относительно него при противоположном направлении вращения. Оба дополнительных упругих эластичных шнура либо непосредственно зафиксированы их другими концами на основании, либо каждый из них перекинут через дополнительный вспомогательный направляющий ролик и зафиксирован на основании другим своим концом или соединен этим концом с другим концом другого дополнительного упругого эластичного шнура. Каждая из дополнительных гибких тяг другим своим концом закреплена на первом шкиве одной из дополнительных пар шкивов и при нахождении конца второго имитатора весла, с которым она соединена, в промежуточном положении между возможными его крайними положениями имеет намотку на данном первом шкиве в направлении, при котором натягивание ее под действием усилия, приложенного со стороны соединенного с нею конца второго имитатора весла, приводит к созданию вращающего момента в направлении, обеспечивающем возможность передачи его валу, на котором установлен этот первый шкив. Направления и величины создаваемого вращающего момента, передаваемого массивному маховику средства для имитации сопротивления водной среды, одинаковы для всех упомянутых гибких тяг при приложении к ним одинаковых усилий. Каждый дополнительный упругий эластичный шнур, соединенный со вторым шкивом одной из дополнительных пар шкивов, имеет намотку на этом шкиве в направлении, противоположном направлению намотки дополнительной гибкой тяги на жестко соединенном с ним первом шкиве, и находится в растянутом состоянии. Каждая дополнительная гибкая тяга перекинута, по меньшей мере, через один установленный на основании дополнительный главный направляющий ролик. При этом каждый из дополнительных главных направляющих роликов, контактирующий с частью перекинутой через него дополнительной гибкой тяги, ближайшей к концу второго имитатора весла, установлен впереди по отношению к месту расположения средств для размещения второго спортсмена и с возможностью изменения ориентации оси его вращения.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых представлены:
- на фиг. 1 - упрощенное изображение общего вида тренажера в частном случае, когда он предназначен для имитации гребли на одноместной байдарке и когда каждая гибкая тяга перекинута через один главный направляющий ролик;
- на фиг. 2 - кинематическая схема (вид сверху) механизма одноместного тренажера (одинаковая для имитации гребли на байдарке и каноэ), соответствующая показанным на фиг. 1 одному из частных случаев фиксации концов свободных (не намотанных на вторые шкивы) частей упругих эластичных шнуров и кинематической связи конца имитатора весла с первым шкивом посредством гибкой тяги, перекинутой через один главный направляющий ролик;
- на фиг. 3 и фиг. 4 - кинематические схемы (вид сверху) механизма одноместного тренажера (одинаковые для имитации гребли на байдарке и каноэ), соответствующие еще двум частным случаям фиксации концов свободных (не намотанных на вторые шкивы) частей упругих эластичных шнуров, при такой же, как на фиг. 1 и фиг. 2, кинематической связи каждого из концов имитатора весла с первым шкивом - посредством гибкой тяги, перекинутой через один главный направляющий ролик;
- на фиг. 5 - вид сбоку (по стрелкам А, В) на элементы кинематических схем, приведенных на фиг. 2-4, и направляющий ролик, установленный с возможностью изменения ориентации оси его вращения;
- на фиг. 6 - упрощенное изображение общего вида одноместного тренажера в частном случае, когда он предназначен для имитации гребли на байдарке и когда каждая гибкая тяга перекинута через два главных направляющих ролика;
- на фиг. 7 - кинематическая схема (вид сверху) механизма одноместного тренажера (одинаковая для имитации гребли на байдарке и каноэ), соответствующая показанным на фиг. 6 частному случаю фиксации концов свободных (не намотанных на вторые шкивы) частей упругих эластичных шнуров (такому же, как на фиг. 1 и фиг. 2) и кинематической связи концов имитатора весла с первыми шкивами посредством гибких тяг, каждая из которых перекинута через два главных направляющих ролика;
- на фиг. 8 - схематическое изображение средства для имитации сопротивления водной среды, выполненного с возможностью регулирования величины этого сопротивления, в частном случае, когда оно содержит воздушный винт, установленный на общем валу с массивным маховиком;
- на фиг. 9 - схематическое изображение средства для имитации сопротивления водной среды, выполненного с возможностью регулирования величины этого сопротивления, в частном случае, когда массивный маховик установлен непосредственно на приводном валу и выполнен в виде шкива ременной передачи, другой шкив которой установлен на общем валу с воздушным винтом;
- на фиг. 10 - упрощенное изображение общего вида тренажера в частном случае, когда он предназначен для имитации гребли на двухместной байдарке и когда каждая из гибких тяг, соединенных с имитатором весла одного спортсмена, перекинута через один главный направляющий ролик, а каждая из гибких тяг, соединенных с имитатором весла другого спортсмена, перекинута чрез два главных направляющих ролика;
- на фиг. 11 - кинематическая схема (вид сверху) механизма тренажера (одинаковая для имитации гребли на байдарке и каноэ), соответствующая показанным на фиг. 10 частному случаю фиксации концов свободных (не намотанных на дополнительные шкивы) частей упругих эластичных шнуров и виду кинематических связей концов имитатора весла первого и второго спортсменов с первыми шкивами;
- на фиг. 12 - упрощенное изображение общего вида тренажера в частном случае, когда он предназначен для имитации гребли на двухместной байдарке, при связи гибких тяг, соединенных с имитатором весла одного спортсмена, со шкивами, установленными в передней части тренажера на одном вертикально расположенном приводном валу, а гибких тяг, соединенных с имитатором весла другого спортсмена, - в задней части тренажера на вертикально расположенном дополнительном валу.
Общий вид предлагаемого тренажера для одного спортсмена упрощенно представлен на фиг. 1 применительно к первому из описанных выше видов фиксации концов свободных частей упругих эластичных шнуров, а кинематические схемы подвижных частей механизма тренажера представлены на фиг. 2-4 для всех трех описываемых видов указанной фиксации. Ниже предлагаемый тренажер описывается сначала только со ссылками на фиг. 1 и фиг. 2, иллюстрирующие именно первый вид фиксации. Другие частные случаи выполнения тренажера, иллюстрируемые фиг. 3, фиг. 4, имеющие отличия от тренажера по фиг. 2, описываются путем сопоставления с нею. В этом описании используется также фиг. 5, на которой представлены вид справа и вид слева для частей механизма тренажера, показанных на фиг. 2-4, одинаковые во всех трех случаях.
Гребной тренажер по фиг. 1, 2, 5 содержит установленное на стойках 101 основание 100 со средствами для размещения на нем спортсмена-байдарочника - сиденьем 102 и упором 103 для ног. В не показанных на этих и других фигурах случаях, когда тренажер предназначен для спортсменов-каноистов, средства для их размещения на основании 100 должны включать подушку для колена и упор для стопы. Тренажер содержит также имитатор 1 весла с присоединенными к его концам нерастяжимыми гибкими тягами 2 и 3, приводной вал 20 и вал 30 с установленным на последнем массивным маховиком 26, кинематически связанным с валом 20 посредством передачи, содержащей ремень 23 и шкивы 24 и 25, установленные соответственно на валах 20 и 30. Валы 20 и 30 установлены на основании 100 с помощью элементов крепления 106, 105 с возможностью вращения. На приводном валу 20 наряду со шкивом 24 ременной передачи установлены также две пары жестко связанных друг с другом шкивов: первый 5.1 и второй 6.1 шкивы первой пары; первый 5.2 и второй 6.2 шкивы второй пары. Оба шкива каждой пары установлены на приводном валу 20 с возможностью передачи ему вращающего момента при одном направлении вращения и свободного прокручивания относительно него при противоположном направлении вращения. Для этого связь каждой из указанных пар шкивов с валом 20 осуществлена через обгонную муфту. Наличие такой муфты для каждой пары шкивов условно показано позициями 7.1, 7.2. В показанных на чертежах частных случаях приводной вал 20 и параллельный ему вал 30 установлены горизонтально.
Упомянутый выше массивный маховик 26 является частью средства для имитации сопротивления водной среды. В показанном на чертежах случае кинематическая связь этого средства с приводным валом 20 осуществлена, как это уже было отмечено, посредством ременной передачи, включающей шкивы 24, 25 и ремень 23 [в показанном на чертежах случае эта передача является повышающей, что позволяет уменьшить массу (точнее - момент инерции) маховика 26]. В более простом случае указанная кинематическая связь может быть реализована путем установки массивного маховика непосредственно на приводном валу 20 (в этом случае его масса должна быть больше, чем в предыдущем).
Гибкие тяги 2 и 3 соединены с первыми шкивами упомянутых выше двух пар шкивов - соответственно, со шкивами 5.1 и 5.2. С каждым из вторых шкивов 6.1, 6.2 этих пар соединен трос, выполненный в виде упругого эластичного шнура и закрепленный на втором шкиве одним своим концом (соответственно, упругий эластичный шнур 8 закреплен на втором шкиве 6.1, а упругий эластичный шнур 9 - на втором шкиве 6.2).
Свободные (не намотанные на первые шкивы 5.1, 5.2) части гибких тяг 2 и 3 перекинуты через главные направляющие ролики 11, 12 и закреплены своими концами на концах имитатора 1 весла. Главные направляющие ролики 11, 12 размещены на элементах их крепления к основанию 100 (на элементе 107 и расположенном симметрично ему другом элементе, не показанном на чертежах). Эти ролики имеют возможность изменения в небольших пределах направления осей их вращения. Для этого они могут быть установлены, например, с помощью не показанных на чертежах подвижных обойм, имеющих ось вращения, перпендикулярную оси вращения ролика, аналогично элементу устройства по патенту РФ №2615946 (опубл. 11.04.2017) [4], названному в этом патенте поворотным шкивом. При разных углах отклонения любой из гибких тяг 2, 3 в сторону от продольной геометрической оси основания 100 соответствующий ролик "отслеживает" изменение ориентации гибкой тяги. Например, при отклонении гибкой тяги 3 на фиг. 2 в направлении, показанном стрелкой 19, ось 21 ролика 12 остается перпендикулярной гибкой тяге 3. Благодаря этому концы гибких тяг, в частном случае, соответствующем фиг. 1, спускающиеся к первым шкивам 5.1, 5.2, не могут выйти из зацепления с данными шкивами (см. фиг. 5, в верхней и средней частях которой показано взаимное расположение главных направляющих роликов 11, 12 и первых шкивов 5.1, 5.2 - вид по стрелкам А и В фиг. 2-4). Целесообразность такой установки определяется тем, что эти главные направляющие ролики находятся на наименьшем расстоянии (измеряемом вдоль соответствующих частей гибких тяг) от точки соединения конца гибкой тяги с концом имитатора весла, и именно эти части гибких тяг изменяют свое направление в процессе имитации гребка.
На всех упоминавшихся и других фигурах стрелками без обозначений показаны направления вращения шкивов, массивного маховика и направления движения гибких тяг и упругих эластичных шнуров, соответствующие показанным стрелками направлениям перемещения концов имитатора весла.
Установка направляющего ролика с возможностью изменения ориентации оси его вращения более детально представлена в нижней части фиг. 5, на которой стрелкой 507 показаны возможные направления вращения ролика 502 вокруг его оси 504. Ось 504, расположенная в показанном на чертеже случае в горизонтальной плоскости, установлена в обойме 503, имеющей вертикальную ось 505 вращения. Последняя находится на прямой, расстояние которой от оси вращения ролика примерно равно его радиусу. Поэтому вертикально ориентированная нижняя часть перекинутой через ролик гибкой тяги 501, находящаяся на одной прямой с осью 505 вращения обоймы 503, при повороте обоймы, показанном стрелкой 508, "не ощущает" этого поворота. Благодаря этому ось 504 вращения ролика 502 имеет возможность изменять свою ориентацию в горизонтальной плоскости, когда ролик вместе с обоймой 503 поворачивается вслед за показанным стрелкой 506 изменением ориентации верхней части гибкой тяги 501, оставаясь при этом перпендикулярной к изменяющей свое положение вертикальной плоскости, в которой находится эта часть гибкой тяги. В результате условия взаимодействия нижней части гибкой тяги 501, "не ощущающей" изменения ориентации верхней части, с расположенными далее другими роликами или шкивом не изменяются.
Описанное выполнение установки главного направляющего ролика относится к рассматриваемым примерам компоновки подвижных элементов тренажера, в которых ось вращения этого ролика находится в горизонтальной плоскости. При этом приобретаемая роликом дополнительная степень свободы позволяет сохранять зацепление с гибкой тягой при любых перемещениях конца имитатора весла как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. При других вариантах компоновки и другом расположении плоскости, в которой находится ось вращения ролика, такое свойство сохраняется.
Концы свободных частей упругих эластичных шнуров 8 и 9 зафиксированы относительно основания 100 в точках 15 и 16 (фиг. 1, фиг. 2), находящихся, соответственно, на элементе крепления 104 и установленном симметрично ему на основании 100 другом элементе крепления, не показанном на чертежах.
Другой частный случай, иллюстрируемый фиг. 3, отличается от рассмотренного выше только тем, что свободные части эластичных упругих шнуров 8, 9 перекинуты через вспомогательные направляющие ролики 13, 14, находящиеся примерно в тех же местах, что и точки 15, 16 фиксации шнуров в частном случае по фиг. 2 на элементах крепления, аналогичных элементу 104, и зафиксированы относительно основания 100 в других местах (точки 17, 18 на фиг. 3, принадлежащие установленным на основании 100 не показанным на чертежах элементам крепления, аналогичным элементу 104), находящихся ближе к приводному валу 20. Благодаря этому свободная часть упругих эластичных шнуров имеет большую длину, чем в предыдущем случае.
Еще один частный случай, иллюстрируемый фиг. 4, отличается от рассмотренного случая по фиг. 3 только тем, что концы свободных частей упругих эластичных шнуров 8, 9 вместо фиксации относительно основания 100 соединены друг с другом. Такое соединение создает эффект, аналогичный удлинению этих шнуров в случае по фиг. 3, но без фактического увеличения их суммарной длины. Возникающая при этом связь части шнура, соединенного со вторым шкивом одной пары, с аналогичным шкивом другой пары, вращающимся в процессе имитации гребка в противоположном направлении, способствует дополнительному натяжению упругого эластичного шнура.
Частный случай выполнения предлагаемого тренажера, предназначенного для использования одним спортсменом, иллюстрируемый фиг. 6 и фиг. 7, отличается от рассмотренных выше тем, что каждая из гибких тяг 2, 3, которая одним из своих концов соединена с концом имитатора 1 весла, а другим закреплена на первом шкиве (5.1, 5.2) одной из пар шкивов, установленных на приводном валу 20, перекинута через два главных направляющих ролика - 11.1 и 11.2 для гибкой тяги 2 и 12.1, 12.2 - для гибкой тяги 3. Названные главные направляющие ролики установлены на элементах 107.1, 107.2 (фиг. 6) их крепления к основанию 100 и расположенных симметрично им двух других аналогичных элементах, не показанных на чертеже. Главные направляющие ролики 11.1, 12.1, расположенные на пути изменяющих свое направление в процессе гребка частей гибких тяг 2 и 3, которые непосредственно связаны с концами имитатора 1 весла, установлены с возможностью изменения ориентации осей их вращения, аналогично тому, как описано выше для главных направляющих роликов 11 и 12 (фиг. 2-4). Использование не одного, а двух главных направляющих роликов для каждой из гибких тяг создает дополнительные возможности для выбора точки, относительно которой натянутая гибкая тяга изменяет свое направление в процессе имитации гребка (ср., например, фиг. 6 с фиг. 1, а фиг. 7 с фиг. 2, где упомянутые точки находятся соответственно, на главных направляющих роликах 11.1, 12.1 и 11, 12).
Гибкие тяги 2, 3 имеют намотку соответственно на первых шкивах 5.1, 5.2, а упругие эластичные шнуры 8, 9 - на вторых шкивах 6.1, 6.2. При показанном на чертежах расположении приводного вала с установленными на нем шкивами в передней части тренажера длину предварительно намотанной части гибкой тяги целесообразно выбирать не менее расстояния от первого шкива, с которым связана данная гибкая тяга, до точки наибольшего принципиально возможного при пользовании тренажером удаления от этого шкива другого конца данной гибкой тяги, закрепленного на соответствующем конце имитатора весла. Длина каждого упругого эластичного шнура 8, 9 выбирается таким образом, чтобы он всегда был в растянутом состоянии. Регулирование степени натяжения упругого эластичного шнура может осуществляться при сборке тренажера также величиной предварительной намотки части этого шнура (8, 9) на соответствующий второй шкив (6.1, 6.2).
Намотка гибкой тяги должна сохраняться при любом положении конца имитатора весла между двумя возможными его крайними положениями, и, следовательно, при любом положении конца имитатора весла приложение к нему усилия, вызывающего натягивание соединенной с ним гибкой тяги, будет приводить к появлению вращающего момента на первом шкиве соответствующей пары. Направление намотки гибкой тяги на этом шкиве должно быть таким, чтобы упомянутый вращающий момент мог быть передан приводному валу через обгонную муфту. Благодаря этому при разматывании гибкой тяги с первого шкива приводной вал сможет вращаться и передавать вращающий момент массивному маховику средства для имитации сопротивления водной среды. Направление намотки упругого эластичного шнура на второй шкив должно быть противоположно направлению намотки гибкой тяги на первый шкив этой же пары. Благодаря этому при разматывании гибкой тяги с первого шкива упругий эластичный шнур, имеющий предварительное натяжение, будет продолжать наматываться на второй шкив той же пары, жестко соединенный с первым, дополнительно растягиваясь и увеличивая свое натяжение. После снятия усилия, ранее натягивавшего гибкую тягу и разматывавшего ее с первого шкива, упругий эластичный шнур получает возможность сокращаться и разматываться со второго шкива, вращая при этом первый шкив в направлении, обеспечивающем восстановление намотки на нем гибкой тяги.
При изготовлении предлагаемого тренажера могут быть использованы простые и недорогие материалы. В частности, гибкие тяги 2, 3 могут представлять собой прочные веревки, а упругие эластичные шнуры 8, 9 - резиновые жгуты.
В показанных на описанных чертежах случаях все шкивы обеих пар (не только одноименные, но и разноименные - первые и вторые) имеют одинаковые диаметры. Такое выполнение более технологично, но наличие различия между диаметрами разноименных шкивов может создавать дополнительные возможности. Так, например, при диаметре вторых шкивов, большем по сравнению с диаметром первых шкивов, возможно функционирование механизма тренажера при меньшей силе натяжения соединенных со вторыми шкивами тросов, выполненных в виде и упругих эластичных шнуров 8, 9.
Равенство друг другу диаметров первых шкивов необходимо для того, чтобы имели место одинаковые условия при имитации правого и левого гребков, т.е. чтобы при одинаковых усилиях, прилагаемых к правой и левой гибким тягам со стороны концов имитатора весла, приводному валу и далее - массивному маховику средства для имитации сопротивления водной среды передавались одинаковые вращающие моменты. В этом отношении равенство друг другу диаметров вторых шкивов не является необходимым, но оно полезно для обеспечения одинаковых условий обратного наматывания каждой из гибких тяг на первый шкив при имитации гребка со стороны, противоположной данной гибкой тяге.
Интенсивность сопротивления водной среды может регулироваться, например, не показанным на описанных выше чертежах средством искусственного торможения вращения маховика 26, представляющим собой электрогенератор с ротором, находящимся на общем с маховиком 26 валу 30 или на кинематически связанном с ним другом валу; при этом к электрогенератору должна быть подключена нагрузка с регулируемым электрическим сопротивлением.
Другой пример выполнения средства регулируемого искусственного торможения вращения массивного маховика 26 схематически показан на фиг. 8. Это средство представляет собой воздушный винт 32, установленный на общем с массивным маховиком 26 валу 30 и находящийся во внутреннем пространстве 36 замкнутого кожуха, который имеет неподвижную 34 и подвижную 38 части. Последнюю можно перемещать в направлении, показанном стрелкой 40, изменяя при этом объем внутреннего пространства 36, от которого зависит сопротивление, испытываемое воздушным винтом 32 при его вращении. В не показанном на чертежах другом частном случае воздушный винт может быть установлен не на валу 30, а на кинематически связанном с ним другом валу.
В упоминавшемся выше частном случае, когда массивный маховик установлен непосредственно на приводном валу 20, этот маховик может иметь вид шкива и быть элементом ременной передачи для кинематической связи с валом, на котором установлены ротор электрогенератора или воздушный винт. В показанном на фиг. 9 случае, когда, аналогично фиг. 8, используется воздушный винт (позиция 32), этот винт установлен на валу 30.1, связанном с приводным валом 20, на котором установлен массивный маховик-шкив 26.1, передачей, включающей ремень 23.1 и шкив 25.1, установленный на общем с воздушным винтом 32 валу 30.1.
Вместо описанных выше путей осуществления регулирования величины имитируемого сопротивления водной среды может быть использован не иллюстрируемый чертежом путь, заключающийся в использовании массивного маховика (в том числе, и при выполнении его в виде шкива), изготовленного из ферромагнитного материала и размещенного между полюсами магнита. При этом последний должен быть установлен с возможностью изменения положения его полюсов относительно массивного маховика.
В рассмотренном выше "одноместном" выполнении предлагаемый тренажер используется следующим образом.
В исходном состоянии имитатор 1 весла расположен впереди по отношению к месту для размещения спортсмена (в показанных на фиг. 1 и фиг. 6 частных случаях - над главными направляющими роликами 11, 12 или 11.1, 12.1 под действием натянутых гибких тяг 2, 3) и ориентирован перпендикулярно к продольной оси основания 100.
Гибкие тяги 2, 3 имеют намотку на первых шкивах 5.1, 5.2, а их ненамотанные части расположены симметрично по разные стороны от продольной оси основания и находятся в напряженном (не провисающем, т.е. натянутом) состоянии, поскольку имеющие намотку на вторых шкивах 6.1, 6.2 упругие эластичные шнуры 8, 9 стремятся повернуть эти шкивы вместе с первыми шкивами 5.1, 5.2 в направлении, при котором последние стремятся намотать на себя гибкие тяги.
Спортсмен-байдарочник размещается на сиденье 102, ноги ставит на упор 103, берет в руки имитатор весла 1 и приближает его к себе. В результате производимых им движений начинают разматываться гибкие тяги 2, 3 на обоих первых шкивах 5.1, 5.2, вследствие чего возникает вращающий момент, передаваемый через обгонные муфты 7.1, 7.2 на приводной вал 20 и далее на массивный маховик 26. Последний начинает раскручиваться, продолжая вследствие своей инерционности вращение также и в промежутках между движениями спортсмена, имитирующими гребки. Свободные части упругих эластичных шнуров 8, 9 начинают наматываться на оба вторых шкива 6.1, 6.2 и увеличивают свое натяжение.
При продолжении имитации гребка перемещения концов имитатора 1 весла относительно продольной геометрической оси основания 100 тренажера становятся несимметричными. Тот конец имитатора 1 весла, который находится внизу, натягивает на своей стороне гибкую тягу, продолжая сматывание ее с соответствующего первого шкива, который при данном направлении вращения продолжает передавать вращающий момент через обгонную муфту приводному валу 20, а на связанный с этим первым шкивом второй шкив продолжает наматываться соответствующий упругий эластичный шнур.
В это время с другой стороны основания 100 растянутый упругий эластичный шнур получает возможность разматываться с соответствующего второго шкива, поскольку этому не препятствует обгонная муфта. Вращающийся вследствие этого разматывания второй шкив приводит во вращательное движение жестко соединенный с ним первый шкив, не передающий при данном направлении вращения через обгонную муфту вращающий момент на приводной вал 20. Соединенная с упомянутым первым шкивом гибкая тяга, продолжая находиться в натянутом состоянии и не провисая, приобретает дополнительную намотку этот первый шкив, подготавливаясь к состоянию, которое будет исходным в начале имитации следующего гребка.
При имитации следующего гребка, проводимой с другой стороны основания 100, первый и второй шкивы правой и левой пар и связанные с ними гибкие тяги и упругие эластичные шнуры меняются ролями. В остальном процесс протекает аналогично описанному.
В случаях, когда очередной гребок выполняется с той же стороны, что и предыдущий, в промежутке между этими двумя гребками упругий эластичный шнур, получивший при предыдущем гребке дополнительную намотку на второй шкив соответствующей пары, под действием собственного натяжения разматывается и вращает свой второй шкив в обратном направлении. Данный второй шкив вращает в том же направлении связанный с ним первый шкив, могущий свободно вращаться в это время относительно приводного вала благодаря наличию обгонной муфты. При этом происходит обратное наматывание на указанный первый шкив части гибкой тяги, смотанной с этого шкива при предыдущем гребке, производя, таким образом, подготовку к очередному гребку.
При использовании тренажера для имитации гребли на каноэ на основании 100 вместо средств для размещения спортсмена в виде сиденья и упора для ног должны быть расположены соответствующие средства, специфичные для гребли на каноэ, например подушка для колена и опора для стопы. Ввиду того, что такая замена не затрагивает механизм тренажера, она не показана на чертежах. При имитации гребли на каноэ все имитируемые гребки осуществляются только одним концом имитатора весла. При использовании тренажера спортсменами-байдарочниками имитатор весла является имитатором двухлопастного весла, а при использовании спортсменами-каноистами - имитатором однолопастного весла.
В частном случае выполнения предлагаемого тренажера, когда он может быть использован двумя спортсменами при имитации гребли на лодке-двойке, его необходимо соответствующим образом дополнить. Благодаря положенному в основу функционирования тренажера принципу преобразования движения имитатора весла в движение приводного вала это дополнение реализуется путем добавления средств для размещения второго спортсмена, второго имитатора весла, двух пар шкивов, двух гибких тяг и двух упругих эластичных шнуров с соответствующими связями между ними, включая используемые для них обгонные муфты, дополнительные главные и вспомогательные направляющие ролики. Следует заметить, что упомянутый принцип аналогичен реализуемому в тренажере для имитации гребли на байдарке с одновременным перемещением по суше по патенту РФ №2607309 (опубл. 10.01.2017) [5], выданному на изобретение тех же авторов, что и предлагаемое в настоящей заявке. Последнее имеет также ряд других отличительных признаков от формулы запатентованного изобретения [5]. Патент [5] не был назван выше при описании уровня техники, так как с учетом положений п. 3 ст. 1350 ГК РФ наличие в нем ставших общедоступными сведений, могущих иметь отношение к предлагаемому в настоящей заявке изобретению, не является обстоятельством, препятствующим признанию его патентоспособности.
Дополнение тренажера для использования его двумя спортсменами иллюстрируется фиг. 10 и фиг. 11 для частного случая, когда применяется кинематическая схема передачи движения от имитатора весла к приводному валу, аналогичная приведенной на фиг. 3, т.е. упругие эластичные шнуры перекинуты через вспомогательные направляющие ролики и зафиксированы на основании концами своих свободных (не наматываемых на вторые шкивы) частей. При этом каждая из гибких тяг 2 и 3, соединенных с имитатором 1 весла одного из спортсменов, перекинута через один главный направляющий ролик (11 и 12), а каждая из дополнительных гибких тяг 52 и 53, соединенных со вторым имитатором 51 весла, перекинута через два дополнительных главных направляющих ролика (61.1, 61.2 и 62.1, 62.2).
Показанная на фиг. 10 и фиг. 11 совокупность элементов, приводимых в движение первым спортсменом, полностью совпадает с показанной на фиг. 3. Это две пары шкивов 5.1, 6.1 и 5.2, 6.2 с обгонными муфтами 7.1 и 7.2 на общем приводном валу 20, гибкие тяги 2 и 3, упругие эластичные шнуры 8 и 9 и имитатор 1 весла. В обеспечении этого движения участвуют, кроме того, главные направляющие ролики 11, 12 и вспомогательные направляющие ролики 13, 14, а также средство для имитации сопротивления водной среды в виде массивного маховика 26 со средством искусственного торможения его вращения для регулирования величины имитируемого сопротивления, например, выполненного в соответствии с фиг. 8.
Совокупность элементов, приводимых в движение вторым спортсменом и участвующих в обеспечении этого движения, - фактически такая же, отличаясь лишь длиной гибких тяг и, возможно, длиной упругих эластичных шнуров, а также, как отмечено выше, использованием двух главных направляющих роликов для каждой из гибких тяг. Элементы этой совокупности, представленные на фиг. 10 и фиг. 11 - две дополнительные пары шкивов 55.1, 56.1 и 55.2, 56.2 (шкивы 55.1 и 55.2 соответствуют тем, которые в предыдущем тексте были названы первыми шкивами дополнительных пар, а шкивы 56.1 и 56.2 - вторыми шкивами дополнительных пар) и дополнительные обгонные муфты 57.1 и 57.2 на общем приводном валу 20, дополнительные гибкие тяги 52 и 53, дополнительные упругие эластичные шнуры 58 и 59 и второй имитатор 51 весла, а также дополнительные главные (61.1, 61.2 и 62.1, 62.2) и дополнительные вспомогательные (63, 64) направляющие ролики. Последние и вспомогательный направляющий ролик 14 установлены на элементах крепления к основанию 100, аналогичных показанному на фиг.10 элементу 114, на котором установлен вспомогательный направляющий ролик 13. Дополнительные главные направляющие ролики 61.1, 61.2 установлены соответственно на закрепленных на основании 100 элементах 157.1, 157.2, а дополнительные главные направляющие ролики 62.1, 62.2 - на аналогичных названным других элементах. Из двух точек фиксации (17, 18) концов упругих эластичных шнуров 8, 9 на фиг. 10 видна только одна - точка 17, принадлежащая установленному на основании 100 элементу крепления 124. Точка 18 и точки 67, 68 фиксации дополнительных упругих эластичных шнуров 58, 59 находятся на установленных на основании 100 элементах крепления, аналогичных элементу 124. Показанные на фиг. 10 средства для размещения второго спортсмена (в данном случае - спортсмена-байдарочника) - сиденье 112 и упор 113 для ног - расположены на основании 100 сзади таких же элементов 102, 103 для первого спортсмена.
Как уже было сказано, фиг. 10 и фиг. 11 соответствуют частному случаю, когда фиксация концов свободных (не наматываемых на вторые шкивы) частей упругих эластичных шнуров аналогична показанной на фиг. 3. Для двух других описанных выше частных случаев фиксации этих концов существует такая же несложная аналогия между схемами фиг. 2 и фиг. 4 и не приводимыми схемами, иллюстрирующими выполнение тренажера для имитации гребли на лодке-двойке, как и аналогия между схемой фиг. 3 и схемой фиг. 11.
Действия, осуществляемые вторым спортсменом со вторым имитатором весла, приводят к такому же взаимодействию кинематически связанных с ним конструктивных элементов, как и описанное выше взаимодействие для соответствующих элементов при действиях первого спортсмена с его имитатором весла. При этом усилия второго спортсмена преобразуются, как и усилия первого спортсмена, во вращающий момент, приложенный к общему приводному валу. Эти вращающие моменты возникают либо синхронно и суммируются, увеличивая ускорение, сообщаемое массивному маховику, либо совпадают во времени лишь частично или вообще не совпадают, в зависимости от характера совместных действий спортсменов. В итоге получаемые спортсменами ощущения, связанные с испытываемым ими сопротивлением при воздействии на имитаторы весла, оказываются аналогичными тем, которые имеют место в сходных ситуациях при тренировке на реальной байдарке-двойке или каноэ-двойке, проводимой на воде.
Наряду с описанным выше выполнением предлагаемого тренажера с передним расположением приводного вала со шкивами, возможно и расположение их в задней части тренажера в сочетании с одновременным изменением положения мест фиксации концов упругих эластичных шнуров и использованием другого количества главных направляющих роликов.
Кроме того, наряду с описанным выше выполнением предлагаемого тренажера с горизонтальным расположением приводного вала и вала с расположенным на нем массивным маховиком возможно выполнение и с вертикальным расположением указанных валов. Наличие главных направляющих роликов, через которые перекинуты части гибких тяг, находящиеся между первыми шкивами всех пар и концами имитатора (имитаторов) весла, позволяет и в этом случае обеспечить надежную передачу усилий спортсмена (спортсменов) к соответствующим шкивам и преобразование этих усилий во вращающий момент, воздействующий на приводной вал.
Описанные четыре пары шкивов не обязательно должны быть расположены на одном и том же приводном валу. Возможно расположение шкивов, приводимых в движение первым спортсменом, аналогично описанному, на приводном валу, а шкивов, приводимых в движение вторым спортсменом, - на дополнительном валу (и даже расположение каждой пары шкивов на своем валу). В таких случаях каждый из таких валов должен быть кинематически связан с маховиком средства, имитирующего сопротивление водной среды, например, ременной передачей, аналогичной показанной на описанных выше чертежах.
Частный случай с вертикально установленными приводным валом и дополнительным валом при переднем расположении одного из них и заднем расположении другого иллюстрируется фиг. 12. На этой фигуре, как и на фиг. 10, позициями 100, 101, 1, 51, 102, 112, 103, 113, соответственно, обозначены основание тренажера и его стойки, первый и второй имитаторы весла, сиденья для первого и второго спортсменов и упоры для их ног. Остальные позиции использованы для обозначения элементов, выполнение или расположение которых отличается от показанного на фиг. 10, или которые вообще на показаны на фиг. 10:
- 202, 252 гибкие тяги, соединенные с правым концами имитаторов 1,51 весла; с левыми концами имитаторов весла соединены не видимые на чертеже две другие гибкие тяги;
- 211.1, 261.1 - главные направляющие ролики для гибких тяг 202, 252, установленные с возможностью изменения ориентации осей их вращения при изменении ориентации частей указанных гибких тяг, находящихся между этими направляющими роликами и правыми концами имитаторов 1, 51 весла; симметрично этим роликам относительно продольной оси тренажера расположены не видимые на чертеже главные направляющие ролики для гибких тяг, соединенных с левыми концами имитаторов весла, тоже установленные с возможностью изменения ориентации осей их вращения;
- 211.2, 261.2 - главные направляющие ролики для тех же гибких тяг, установленные неподвижно;
- 212.1, 262.1 - установленные неподвижно главные направляющие ролики для не видимых на чертеже гибких тяг, соединенных с левыми концами имитаторов 1, 51 весла; части гибких тяг между этими роликами и концами имитатора весла перекинуты через не видимые на чертеже главные направляющие ролики, имеющие возможность изменения ориентации осей их вращения, аналогичные роликам 211.1 и 261.1 и установленные симметрично им относительно продольной оси основания;
- 220.1; 205.1 и 205.2; 206.1 и 206.2; 207.1 и 207.2; 208 и 209; 224.1 - соответственно, приводной вал, первые шкивы, вторые шкивы, обгонные муфты, упругие эластичные шнуры и шкив ременной передачи в массивному маховику 226, приводимые в движение при гребках, выполняемых первым спортсменом;
- 220.2; 255.1 и 255.2; 256.1 и 256.2; 257.1 и 257.2; 258 и 259; 224.2 - соответственно, дополнительный вал, дополнительные первые шкивы, дополнительные вторые шкивы, дополнительные обгонные муфты, дополнительные упругие эластичные шнуры и шкив ременной передачи от дополнительного вала к массивному маховику 226, приводимые в движение при гребках, выполняемых вторым спортсменом;
- 230 - вал, на котором установлен массивный маховик 226;
- 225.1 и 225.2 - установленные на валу 230 шкивы ременных передач к этому валу от приводного вала 220.1 и дополнительного вала 220.2 соответственно;
- 101.1 и 101.2 - силовые элементы для установки валов 220.1, 220.2 и 230; на элементе 101.1, кроме того, закреплены концы упругих эластичных шнуров 208, 209, 258, 259, противоположные их концам, закрепленных на вторых шкивах 206.1, 206.2, 256.1, 256,2 соответственно.
Стрелками на фиг. 12 показаны направления вращения валов 220.1, 220.2 и перемещения частей гибких тяг и упругих эластичных шнуров. Требуемое сочетание этих направлений, обеспечивающее приведение в движение массивного маховика в одном и том же направлении при натягивании любой из гибких тяг обеспечивается благодаря наличию обгонных муфт и надлежащему выбору "пути" для гибких тяг к первым шкивам с помощью главных направляющих роликов.
На фиг. 12 диаметры первых шкивов основных и дополнительных пар, установленных соответственно на приводном валу 220.1 и дополнительном валу 220.2, одинаковы. Однако это не обязательно. Если возможности компоновки тренажера не позволяют выполнить это условие, то достаточно обеспечить равенство вращающих моментов, передаваемых на вал 230 с установленным на нем массивным маховиком 226, создаваемых при приложении одинаковых усилий к гибким тягам, соединенным с концами первого и второго имитаторов весла. При неодинаковых диаметрах первых шкивов, установленных на приводном валу 220.1 и дополнительном валу 220.2, равенство упомянутых вращающих моментов можно обеспечить выбором соотношений диаметров шкивов 220.1 и 225.1, 224.2 и 225.2. Благодаря этому создаются одинаковые условия имитации гребков для обоих спортсменов.
Наряду с компоновкой, показанной на фиг. 12, возможна и такая, при которой массивный маховик средства для имитации сопротивления водной среды установлен непосредственно на приводном валу 220.1, дополнительный вал 220.2 имеет кинематическую связь с приводным валом посредством ременной передачи, а упомянутый массивный маховик при этом выполнен в виде шкива, аналогично показанному на фиг. 9 (позиция 26.1), и связан ременной передачей со средством для регулирования величины имитируемого сопротивления водной среды, например, аналогичным показанному на фиг. 9 воздушному винту 32. Наличие описанных и других возможностей изменения компоновки устройства дополнительно расширяет свободу выбора для разработчика и изготовителя тренажера.
Предлагаемый тренажер может быть использован как начинающими, так и опытными спортсменами-байдарочниками и спортсменами-каноистами для проведения тренировок, не требующих наличия водоема, в том числе на лодках-двойках. Благодаря возможности выполнения в двухместном варианте он может быть использован также спортсменами, занимающимися греблей на байдарках-четверках и даже на драгонботах, поскольку двухместный тренажер отличается от одноместного в качественном отношении, позволяя отрабатывать технику согласованных действий.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1018656, опубл. 23.05.1983.
2. Авторское свидетельство СССР №1044299, опубл. 30.09.1983.
3. Патентная заявка ФРГ №2639882, опубл. 09.03.1978.
4. Патент РФ №2615946, опубл. 11.04.2017.
5. Патент РФ №2607309, опубл. 10.01.2017.