СПОРТИВНЫЙ СИЛОВОЙ ТРЕНАЖЕР

Полезная модель относится к спортивным силовым тренажерам, предназначенным для тренировки мышц человеческого тела упражнениями по преодолению противодействующего усилия, и может быть применена для развития и укрепления, в частности, грудных мышц, плечевых мышц, мышц спины и др.
Известен стационарный спортивный тренажер (патент на полезную модель № 190759 RU, МПК A63B 21/00, опубл. 11.07.2019 г.) содержащий неподвижную раму, образованную вертикальными стойками, связанными между собой в нижней и верхней частях основаниями, исполнительный механизм, снабженный средством для приведения его в действие, и рабочее место для человека. Исполнительный механизм представляет собой средство отягощения, соединенное тросом с рычагом, который установлен на нижнем основании рамы посредством шарнирного соединения, причем на рычаге вдоль его длины выполнен ряд отверстий для фиксации смонтированного на рычаге подвижного фиксатора, содержащего свободно вращающийся ролик. Средство отягощения выполнено с возможностью получения им тяговых усилий одновременно в двух противоположных направлениях. Трос неподвижно закреплен одним концом на рычаге вблизи его шарнирного соединения с рамой, проходит последовательно через ролик подвижного фиксатора и неподвижный блок, установленный на верхнем основании рамы. Другим концом трос неподвижно закреплен на средстве отягощения в нижнем краевом месте, в то же время трос неподвижно закреплен на средстве отягощения в верхнем краевом месте и проходит до крепления его конца через дополнительный неподвижный блок, установленный на нижнем основании рамы. Средство для приведения в действие исполнительного механизма соединено с рычагом.
Из-за большого диапазона величин задаваемой силовой нагрузки известный тренажер имеет значительные размеры конструкции, ограничивающие мобильность тренажера и возможность его использования в небольших помещениях. При этом размеры конструкции тренажера зависят от длины рычага исполнительного механизма.
Применение тренажера с большим диапазоном задаваемой силовой нагрузки не всегда оправданно. Современные тенденции к здоровому образу жизни требуют создания компактных тренажеров, занимающих небольшое пространство и предназначенных для определенных категорий тренирующихся.
Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование тренажера, выполненного по патенту № ???RU, с целью уменьшения размеров его конструкции.
Технический результат – уменьшение размеров конструкции тренажера благодаря более компактному взаимному расположению элементов конструкции и уменьшению длины рычага исполнительного механизма.
Технический результат достигается тем, что в спортивном силовом тренажере, содержащем неподвижную раму, образованную верхним и нижним основаниями, соединенными стойками, исполнительный механизм, снабженный средством для приведения его в действие, и рабочее место для человека, при этом исполнительный механизм представляет собой средство отягощения, выполненное с возможностью получения им тяговых усилий одновременно в двух противоположных направлениях и соединенное тросом с рычагом, который установлен на раме посредством шарнирного соединения,  к тому же на рычаге вдоль его длины выполнен ряд отверстий для фиксации смонтированного на рычаге подвижного фиксатора, содержащего свободно вращающийся ролик, наряду с этим трос неподвижно закреплен одним концом на рычаге вблизи его шарнирного соединения с рамой и проходит через ролик подвижного фиксатора, вместе с тем трос и другой его конец неподвижно закреплены в противоположных краевых местах средства отягощения, а натяжение троса для получения средством отягощения тяговых усилий обеспечивают два неподвижных блока, один из которых установлен на нижнем, а другой на верхнем основаниях рамы, одновременно с этим средство для приведения в действие исполнительного механизма соединено с рычагом,
согласно полезной модели трос после выхода из ролика подвижного фиксатора проходит вдоль основания рамы, наиболее близко расположенного к незакрепленному концу рычага исполнительного механизма, причем натяжение троса осуществляет вспомогательный неподвижный блок, установленный на этом основании.
Кроме этого, в неподвижной раме нижнее основание и одна из стоек расположены условно взаимно перпендикулярно, а верхнее основание и другая стойка выполнены наклонными, причем нижнее основание рамы меньше верхнего основания. При этом рычаг исполнительного механизма установлен на нижнем основании рамы вблизи наклонной стойки и расположен вдоль нее, а вспомогательный неподвижный блок расположен на верхнем основании рамы, вместе с тем один из концов троса закреплен в нижнем краевом месте средства отягощения. Средство для приведения в действие исполнительного механизма может быть выполнено в виде двух рукояток, каждая из которых установлена посредством шарнирного соединения на нижнем основании рамы, выступающим за стойку, и соединена тягой с рычагом исполнительного механизма, причем соединение тяги с рычагом и рукояткой выполнено шарнирным.
Неподвижная рама может быть выполнена в форме вытянутого в высоту условного прямоугольника, нижнее основание которого выступает за одну из стоек, причем на этой стойке с внешней стороны рамы установлен рычаг исполнительного механизма, при этом вспомогательный неподвижный блок смонтирован на выступающей части нижнего основания рамы, вместе с тем один из концов троса закреплен в верхнем краевом месте средства отягощения. Средство для приведения в действие исполнительного механизма может быть выполнено в виде двух рукояток, каждая из которых одним концом установлена на конце рычага исполнительного механизма.
Также неподвижная рама может быть выполнена условно в виде прямоугольной трапеции, верхнее основание которой меньше нижнего основания, при этом рычаг исполнительного механизма установлен на верхнем основании рамы, а вспомогательный неподвижный блок расположен на нижнем основании рамы, вместе с тем один из концов троса закреплен в верхнем краевом месте средства отягощения. Средство для приведения в действие исполнительного механизма может быть выполнено в виде рукоятки, которая соединена с тросом, закрепленным на конце рычага исполнительного механизма, при этом трос проходит через неподвижный блок, установленный на стойке.
К тому же средство отягощения исполнительного механизма может быть выполнено:
- в виде пружины или блока параллельно установленных пружин;
- в виде комплекта эластичных жгутов;
- в виде   гидравлического, электрического или электромагнитного приводов двустороннего действия, либо пары приводов, обеспечивающих возможность одновременного получения тяговых усилий в двух противоположных направлениях.
Сущность полезной модели поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - спортивный силовой тренажер в статическом состоянии в частном случае исполнения для тренировки грудных и плечевых мышц, а именно, в неподвижной раме нижнее основание и одна из стоек расположены условно взаимно перпендикулярно, а верхнее основание и другая стойка выполнены наклонными, причем нижнее основание рамы меньше верхнего основания, при этом рычаг исполнительного механизма установлен на нижнем основании рамы вблизи наклонной стойки и расположен вдоль нее.  Вспомогательный неподвижный блок установлен на верхнем основании рамы. Один из концов троса закреплен в нижнем краевом месте средства отягощения. Средство для приведения в действие исполнительного механизма выполнено в виде двух рукояток, каждая из которых установлена посредством шарнирного соединения на нижнем основании рамы, выступающим за вертикальную стойку, и соединена тягой с рычагом исполнительного механизма, причем соединение тяги с рычагом и рукояткой выполнено шарнирным;
фиг. 2 - спортивный силовой тренажер фиг. 1 в динамическом состоянии;
фиг. 3 – спортивный силовой тренажер в статическом состоянии в частном случае исполнения для тренировки мышц спины и ног, а именно, неподвижная рама выполнена в форме вытянутого в высоту условного прямоугольника, нижнее основание которого выступает за одну из стоек, на которой с внешней стороны рамы установлен рычаг исполнительного механизма, при этом вспомогательный неподвижный блок смонтирован на выступающей части нижнего основания рамы. Один из концов троса закреплен в верхнем краевом месте средства отягощения. Средство для приведения в действие исполнительного механизма выполнено в виде двух рукояток, каждая из которых одним концом установлена на конце рычага исполнительного механизма;
фиг. 4 - спортивный силовой тренажер фиг. 3 в динамическом состоянии;
фиг. 5 - спортивный силовой тренажер в статическом состоянии в частном случае исполнения для тренировки мышц спины и рук, а именно, неподвижная рама выполнена условно в виде прямоугольной трапеции, верхнее основание которой меньше нижнего основания, при этом рычаг исполнительного механизма установлен на верхнем основании рамы. Вспомогательный неподвижный блок установлен на нижнем основании рамы. Один из концов троса закреплен в верхнем краевом месте средства отягощения. Средство для приведения в действие исполнительного механизма выполнено в виде рукоятки, которая соединена с тросом, закрепленным на конце рычага исполнительного механизма, при этом трос проходит через неподвижный блок, установленный на наклонной стойке;
фиг. 6 - спортивный силовой тренажер фиг. 5 в динамическом состоянии.
Спортивный силовой тренажер (далее – тренажер) включает выполненную, например, из стали неподвижную раму 1(далее – рама), исполнительный механизм, оказывающий сопротивление при выполнении упражнений и отвечающий за получение нагрузки, средство для приведения в действие исполнительного механизма и рабочее место 2 для человека.
Исполнительный механизм содержит средство отягощения 3 и рычаг 4, которые соединены между собой тросом 5. Рычаг 4 установлен на раме 1 с помощью шарнирного соединения 6, которое обеспечивает изменение угла наклона рычага 4 при выполнении упражнений.
На рычаге 4 смонтирован подвижный фиксатор 7, предназначенный для регулирования величины силовой нагрузки путем изменения длины плеча рычага. Для установки подвижного фиксатора в конкретном месте вдоль длины рычага 4 выполнен ряд отверстий 8. На подвижном фиксаторе 7 размещен свободно вращающийся ролик 9 для легкого прохождения троса 5 при выполнении упражнений.
Трос 5 одним своим концом неподвижно зафиксирован крепежным соединением 10 на рычаге 4 вблизи шарнирного соединения 6.
Вместе с тем трос 5 и другой его конец неподвижно закреплены в противоположно расположенных краевых местах 11, 12 средства отягощения 3, при этом натяжение троса 5 обеспечивают два неподвижных блока 13, один из которых установлен на нижнем 14, а другой на верхнем 15 основаниях рамы 1.
Таким образом, средство отягощения 3 получает тяговые усилия одновременно в двух противоположных направлениях. В качестве средства отягощения 3 используют упругое тело, такое как, например, пружина (блок параллельно установленных пружин) или комплект эластичных жгутов из резины или другого материала со свойствами эластичности. Также средство отягощения 3 может быть выполнено в виде гидравлического, электрического или электромагнитного приводов двустороннего действия, либо пары приводов, обеспечивающих возможность одновременного получения тяговых усилий в двух противоположных направлениях, либо в любом другом варианте отягощения, работающего одновременно в двух противоположных направлениях.
Благодаря возможности приложения тяговых усилий к средству отягощения 3 одновременно в двух противоположных направлениях при перемещении установленного на рычаге 4 подвижного фиксатора 7 на один шаг, равный расстоянию между отверстиями 8, значительно возрастает силовая нагрузка для человека по сравнению с односторонним тяговым усилием на средстве отягощения.
Это позволяет уменьшить длину рычага 4 и, соответственно, уменьшить размеры рамы 1тренажера. Величина максимальной силовой нагрузки, получаемой человеком, при этом уменьшится, таким образом будет исключена силовая нагрузка, избыточная для отдельных категорий тренирующихся (в зависимости от возраста, состояния здоровья, целей тренировки и т.д.). Кроме того, увеличить при необходимости максимальную силовую нагрузку для человека при уменьшенной длине рычага 4 возможно путем усиления средства отягощения 3. Например, увеличить количество пружин в блоке, или количество эластичных жгутов в комплекте или мощность гидравлического, электрического или электромагнитного приводов.
Трос 5 после выхода из ролика 9 подвижного фиксатора 7, установленного на рычаге 4, направлен к тому основанию рамы 1, которое расположено наиболее близко к незакрепленному концу рычага 4. Трос 5 проходит вдоль этого основания, а его натяжение при этом обеспечивает вспомогательный неподвижный блок 16, установленный на этом основании.
Натяжение троса вдоль одного из оснований рамы 1 позволяет, в отличие от прототипа, менять взаимное расположение элементов конструкции тренажера на более компактное, что способствует уменьшению размеров конструкции тренажера. В прототипе взаимное расположение элементов определяется проходом троса от рычага сразу к средству отягощения через неподвижный блок, установленный на верхнем основании рамы и предназначенный для получения средством отягощения тягового усилия. Таким образом, в прототипе рычаг всегда расположен между человеком и средством отягощения, при этом прямоугольная неподвижная рама имеет внушительные размеры, в том числе и из-за длины рычага.
Исполнительный механизм снабжен средством для приведения его в действие, которое присоединено к рычагу 4. Основным элементом средства для приведения в действие исполнительного механизма является рукоятка 17. Поскольку  тренажер можно использовать для тренировки различных групп мышц, то вид соединения рукоятки 17 с рычагом 4 определяется направлением движения рук человека при выполнении упражнений, а также удобством пользования. Примеры конкретного выполнения средства для приведения в действие исполнительного механизма описаны ниже.
На фиг. 1, 3, 5 приведены примеры выполнения тренажера (в статическом состоянии). Необходимо отметить, что в рамках совокупности существенных признаков предлагаемой полезной модели тренажер может иметь вид, отличный от представленных на указанных фигурах.
На фиг. 1 - 2 изображен тренажер в статическом и динамическом состояниях, предназначенный для тренировки грудных и плечевых мышц.
Рама 1 тренажера имеет следующий вид. Нижнее основание 14 и стойка 18 расположены условно взаимно перпендикулярно, а верхнее основание 15 и стойка 19 выполнены наклонными, причем нижнее основание 14меньше верхнего основания 15.
Рычаг 4 исполнительного механизма установлен на нижнем основании 14 рамы 1 вблизи наклонной стойки 19 и расположен вдоль нее.
Вспомогательный неподвижный блок 16 смонтирован на верхнем основании 15.
Соединение средства отягощения 3 и рычага 4 тросом 5 выглядит следующим образом (фиг. 1 – 2). Трос 5 проходит вдоль рычага 4 через ролик 9 подвижного фиксатора 7, вдоль верхнего основания 15 через установленные на этом основании вспомогательный неподвижный блок 16 и неподвижный блок 13, после чего трос 5 неподвижно закреплен в верхнем краевом месте 12 средства отягощения 3. Далее трос 5 проходит вдоль средства отягощения 3 и через неподвижный блок 13, установленный на нижнем основании 14, после чего конец троса неподвижно закреплен в нижнем краевом месте 11 средства отягощения 3.
Натяжение троса 5 вдоль верхнего основания 15 (фиг. 1 – 2) позволяет разместить средство отягощения 3 максимально близко к рабочему месту 2 для человека, а именно, средство отягощения 3 и рабочее место 2 находятся по разные стороны одной стойки 18. В сочетании с уменьшением длины рычага 4 исполнительного механизма такое решение позволяет уменьшить размеры рамы и делает тренажер компактным, т.к.  пространство, занимаемое тренажером, используется максимально оптимально.
Для тренировки на тренажере фиг. 1 – 2 человек совершает движения рук вперед – назад из положения сидя. Средство для приведения в действие исполнительного механизма тренажера может быть выполнено, например, в виде двух рукояток 17 (одна для левой руки, другая для правой руки), каждая из которых установлена посредством шарнирного соединения 20 на нижнем основании 14 рамы, выступающим за стойку 18. При этом каждая рукоятка 17 соединена тягой 21 с рычагом 4 исполнительного механизма. Крепление тяги 21 к рычагу 4 и рукоятке 17 выполнено в виде шарнирного соединения 22.
На фиг. 3 – 4изображен тренажер в статическом и динамическом состояниях, предназначенный для тренировки мышц спины и ног.
Рама 1 выполнена в форме вытянутого в высоту условного прямоугольника, образованного нижним основанием 14 и верхним основанием 15, которые соединены двумя стойками 18, при этом нижнее основание 14 выступает за одну из стоек 18.
Рычаг 4 исполнительного механизма установлен на стойке 18 с внешней стороны рамы 1 над выступающей частью нижнего основания 14.
Вспомогательный неподвижный блок 16 смонтирован на выступающей части нижнего основания 14 рамы 1.
Соединение средства отягощения 3 и рычага 4 тросом 5 выглядит следующим образом. Трос 5 проходит вдоль рычага 4 через ролик 9 подвижного фиксатора 7, вдоль нижнего основания 14 через установленные на этом основании вспомогательный неподвижный блок 16 и неподвижный блок 13, после чего трос 5 неподвижно закреплен в нижнем краевом месте 11 средства отягощения 3. Далее трос 5 проходит вдоль средства отягощения 3 и через неподвижный блок 13, установленный на верхнем основании 15, после чего конец троса неподвижно закреплен в верхнем краевом месте 12 средства отягощения 3.
В представленном на фиг. 3 – 4 тренажере благодаря натяжению троса 5 вдоль нижнего основания 14 появилась возможность установить рычаг 4 с внешней стороны рамы 1. В сочетании с уменьшением длины рычага 4 исполнительного механизма такое решение позволяет уменьшить размеры рамы 1 до минимальных, необходимых только для размещения внутри рамы средства отягощения 3.
Для тренировки на тренажере фиг. 3 – 4 человек совершает тяги из положения полуприсед с последующим разгибанием ног и не сгибая рук. Средство для приведения в действие исполнительного механизма тренажера может быть выполнено, например, в виде двух рукояток 17 (одна для левой руки, другая для правой руки), каждая из которых одним концом установлена на конце рычага 4 исполнительного механизма.
На фиг. 5 – 6изображен тренажер в статическом и динамическом состояниях, предназначенный для тренировки мышц спины и рук.
Рама 1 выполнена условно в виде прямоугольной трапеции, образованной нижним основанием 14 и верхним основанием 15, которые соединены стойкой 18 и наклонной стойкой 19.Верхнее основание 15 рамы 1 меньше нижнего основания 14.
Рычаг 4 исполнительного механизма установлен на верхнем основании 15.
Вспомогательный неподвижный блок 16 установлен на нижнем основании 14 рамы 1.
Соединение средства отягощения 3 и рычага 4 тросом 5 выглядит следующим образом. Трос 5 проходит вдоль рычага 4 через ролик 9 подвижного фиксатора 7, вдоль нижнего основания 14 через установленные на этом основании вспомогательный неподвижный блок 16 и неподвижный блок 13, после чего трос 5 неподвижно закреплен в нижнем краевом месте 11 средства отягощения 3. Далее трос 5 проходит вдоль средства отягощения 3 и через неподвижный блок 13, установленный на верхнем основании 15, после чего конец троса неподвижно закреплен в верхнем краевом месте 12 средства отягощения 3.
В представленном на фиг. 5 – 6 тренажере благодаря натяжению троса 5 вдоль нижнего основания 14 появилась возможность установить рычаг 4 на верхнем основании 15 рамы 1 и уменьшить при этом длину этого основания благодаря наклонной стойке 19.  В сочетании с уменьшением длины рычага 4 исполнительного механизма такое решение позволяет уменьшить размеры рамы 1, делает тренажер компактным с максимально оптимальным использованием пространства.
Для тренировки на тренажере фиг. 5 – 6 человек совершает движения рук вверх – вниз, держась обеими руками за рукоятку 17. Средство для приведения в действие исполнительного механизма тренажера может быть выполнено, например, в виде рукоятки 17, которая соединена с тросом 23, закрепленным на конце рычага 4 исполнительного механизма, при этом трос 23 проходит через неподвижный блок 24, установленный на наклонной стойке 19.
Описанные средства для приведения в действие исполнительного механизма (фиг. 1 – 6) не являются единственно возможными и могут видоизменяться для удобства и эффективности пользования тренажером при выполнении различных упражнений.
Предлагаемая полезная модель (фиг. 1 - 6) работает следующим образом.
Перед началом тренировки устанавливают необходимую для получения желаемой нагрузки длину плеча рычага 4 исполнительного механизма. Для этого подвижный фиксатор 7 перемещают для фиксации в одно из отверстий 8 на рычаге 4, которое соответствует желаемой нагрузке.
Нагрузка, получаемая человеком, будет тем больше, чем больше длина плеча рычага 4. Таким образом, максимальной нагрузке будет соответствовать положение подвижного фиксатора 7 в максимальном удалении от шарнирного соединения 6 рычага 4 с рамой 1.
Чем ближе будет положение подвижного фиксатора 7 к шарнирному соединению 6, тем меньше будет длина плеча рычага 4, что снижает силовую нагрузку на мышцы человека.
Человек, находящийся на рабочем месте 2, при выполнении упражнения совершает движение рукояткой 17.
Для тренировки грудных и плечевых мышц (фиг. 1 – 2) это движение вперед, для тренировки мышц спины и ног (фиг. 3 – 4), а также тренировки мышц спины и рук(фиг. 5 – 6) это движение вверх.
Рукоятка 17 тянет рычаг 4, который отклоняется от своего начального положения благодаря его шарнирному соединению 6 с рамой 1.
Изменяя угол наклона, рычаг 4 тянет трос 5 с помощью установленного на подвижном фиксаторе 7 свободно вращающегося ролика 9. При этом трос 5 совершает поступательное движение через вспомогательный неподвижный блок 16 и неподвижный блок 13, которые установлены для тренажера фиг. 3 – 6 на нижнем основании 14 рамы 1, а для тренажера фиг. 1 – 2 на верхнем основании 15, далее через второй неподвижный блок 13, установленный на противоположном основании рамы 1.
Благодаря неподвижному креплению троса 5 к средству отягощения 3 в двух его противоположных концах, средство отягощения получает тяговые усилия одновременно в двух противоположных направлениях. Движение троса 5 передает в верхнем краевом месте 12 тяговое усилие вверх, а в нижнем краевом месте 11 – тяговое усилие вниз.
Средство отягощения, если оно выполнено в виде упругого тела (пружина, эластичный жгут), начнет растягиваться одновременно с двух противоположных сторон. Если средство отягощения выполнено виде гидравлического, электрического или электромагнитного приводов двустороннего действия, либо пары приводов, обеспечивающих возможность одновременного получения тяговых усилий в двух противоположных направлениях, то в противоположных направления одновременно начнут движение рабочие органы (штоки) таких приводов.
Благодаря тому, что средство отягощения получает тяговые усилия одновременно в двух противоположных направлениях, желаемую нагрузку можно получить при значительно меньшем плече рычага, чем при одностороннем растягивании средства отягощения, что позволяет уменьшить длину рычага исполнительного механизма с целью уменьшения размеров конструкции тренажера.
Натяжение троса 5, соединяющего рычаг 4 и средство отягощения 3 исполнительного механизма, вдоль одного из оснований рамы 1, выполненное благодаря установке вспомогательного неподвижного блока 16, дает возможность менять взаимное расположение элементов конструкции тренажера на более компактное, в том числе изменять форму рамы 1, что также способствует уменьшению размеров конструкции тренажера.
В сочетании эти два решения (уменьшение длины рычага и натяжение троса вдоль одного из оснований рамы) позволяют создавать компактные тренажеры для тренировки различных групп мышц для каждой отдельной категории тренирующихся, отличающихся разной степенью физической подготовки.
Предлагаемые компактные тренажеры мобильны и могут быть использованы как в больших тренажерных залах, так и в небольших помещениях, что соответствует современным требованиям в области спорта и здорового образа жизни.