ТРЕНАЖЕР

Полезная модель относится к тренировочным устройствам, предназначенным как для общего физического развития человека, так и для тренировки отдельных частей его тела, в частности, стопы, голени коленного состава и рук, а также может быть использована в реабилитационной медицине.
Известен тренажер (см. патент ЕР 1666102 А1, МПК А63В 23/04, А63В 24/00, «Эллиптический тренажер» опубликованный 07.06.2006.), содержащий раму, установленный на раме привод, выполненный в виде сдвоенного шарнирного четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма, соединенного с ведущим звеном, опоры для рук, выполненные в виде рычагов, являющихся продолжением коромысел, установленных с возможностью поворота независимого друг от друга на оси, смонтированной на раме, педали, расположенные на шатунах с возможностью скольжения по ним посредством штанг, соединенных с кривошипами, маховик, кинематически соединенный с ведущим звеном, при этом кривошипы и ведущее звено закреплены на валу, установленном на раме, другие концы кривошипов смещены относительно друг друга на 180°, ось вращения коромысел установлена с возможностью ее перемещения.
Наличие перемещающихся вдоль шатунов педалей для увеличения амплитуды шага, дополнительных штанг и звеньев с кривошипами предопределяет значительную длину шатунов, что делает тренажер громоздким и металлоемким и ограничивает его использование, при этом тренажер предназначен преимущественно для тренировки лыжников.
Связь опор для рук с коромыслами в известном тренажере требует от пользователя применения строго согласованных движений рук и ног, что ограничивает применение тренажера, например для реабилитации и общефизической подготовки.
Большие габариты и сложность конструкции делают известный тренажер дорогостоящим спортивным снарядом, что также ограничивает его использование.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по назначению и конструктивному решению является эллиптический тренажер CALYPSO (см. Каталог тренажеров фирмы KETTLER, с.24, 2006 г.), содержащий основание, выполненное в виде рамы, установленный на раме привод, выполненный в виде сдвоенного шарнирного четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма, соединенного с ведущим звеном, опоры для рук, выполненные в виде рычагов, являющихся продолжением коромысел, педали, установленные на шатунах, маховик, кинематически соединенный с
ведущим звеном, при этом кривошипы и ведущее звено закреплены на валу, установленном на раме, другие концы кривошипов смещены относительно друг друга на 180°, коромысла установлены с возможностью независимого друг от друга вращения на оси, закрепленной на раме.
Известный тренажер является более компактным по сравнению с вышеуказанным аналогом, однако ему присущи те же недостатки.
В известном тренажере привод выполнен в виде сдвоенного шарнирного четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма, у которого дважды за один оборот вала возникает положение неопределенности движения звеньев (см. И.И.Артоболевский, «Механизмы в современной технике», т.1, л.251, позиция 509, Москва, «Наука», 1979 г.). С целью преодоления этих положений, опоры для рук выполнены в виде рычагов, являющихся продолжением коромысел, что требует строго согласованных движений рук и ног и вызывает у пользователя затруднения и неудобства, делая занятия монотонными и однообразными.
При этом движения ног, определяемые движением педалей, только отдаленно напоминает их естественные движения, совершаемые человеком при ходьбе или беге, а занятость рук и необходимость согласования их движений с движениями ног не позволяет производить перемену позиций при занятиях и изменять нагрузку на различные части тела.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение области применения и функциональных возможностей тренажера за счет исключения неопределенности движения звеньев привода и создание условий для разнообразия нагрузок на различные части тела за счет изменения характера движения педалей и фиксированного положения опор для рук.
Технический результат достигается тем, что в тренажере, содержащем основание, выполненное в виде рамы, установленный на раме привод, выполненный в виде сдвоенного шарнирного четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма, соединенного с ведущим звеном, опоры для рук, выполненные в виде рычагов, педали, установленные на шатунах, маховик, кинематически соединенный с ведущим звеном, при этом кривошипы и ведущее звено закреплены на валу, установленном на раме, другие концы кривошипов смещены относительно друг друга на 180°, коромысла установлены с возможностью независимого друг от друга вращения на оси, закрепленной на раме, согласно полезной модели, новым является то, что длина шатунов выполнена больше, чем расстояние между осями вращения кривошипов и коромысел, опоры для рук выполнены в виде одноплечих рычагов, снабженных средством фиксации их в
определенном положении на раме, ось вращения коромысел установлена с возможностью изменения места ее крепления на раме, средство фиксации рычагов выполнено в виде винто-рычажного зажима, шатуны выполнены в виде педалей и снабжены креплениями для ног, шатуны выполнены с возможностью регулирования их длины по размеру стопы пользователя.
Выполнение шатуна длиной больше, чем расстояние между осями вращения кривошипов и коромысел, позволяет исключить в приводе неопределенность движения звеньев и приводить его в действие без помощи рук, изменить характера движения педалей, обеспечив при этом более естественные и полезные движения ногами.
Выполнение опор для рук в виде одноплечих рычагов, содержащих средства их фиксации на раме в определенном положении, позволяет исключить их взаимодействие с коромыслами и проводить занятия без необходимости выполнения строго согласованных движений рук и ног. Это позволяет, держась руками за рычаги, или опираясь на них, энергично управлять торсом, ногами и руками, создавая нагрузки на разные группы мышц, добиваясь разнообразных ощущений. Кроме того, фиксированное положение опор для рук позволяет пользователю заниматься, развернувшись на 180°, изменяя при этом характер нагрузок на все части тела и получая новые ощущения и впечатления, что расширяет функциональные возможности тренажера и повышает занимательность занятий.
Возможность изменения места крепления оси вращения коромысел позволяет регулировать привод тренажера с учетом физических данных пользователя, что также расширяет возможности тренажера.
Выполнение средства фиксации рычагов в определенном положении в виде винто-рычажного зажима позволяет быстро переводить рычаги в удобное положения, что делает занятия более увлекательными и полезными.
Выполнение шатунов в виде педалей снижает трудоемкость изготовления тренажера, а наличие креплений повышает удобство и безопасность тренировок.
Выполнение шатунов с возможностью регулирования их длины в совокупности с изменением места крепления оси делает тренажер универсальным.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения тренажера.
На фиг.1 изображено исходное положение привода тренажера перед началом действия.
На фиг.2 изображено положение привода в момент наибольшего отклонения коромысла от вертикали.
На фиг.3 изображено положение привода в начале завершающей фазы первого полуоборота вала.
Тренажер содержит основание, выполненное в виде рамы 1, установленный на раме привод, выполненный в виде сдвоенного шарнирного четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма, который включает шарнирно соединенные между собой кривошипы 2, шатуны 3, коромысла 4, установленные с возможностью вращения на оси 5. Кривошипы 2 закреплены на валу 6, установленном в подшипниках (не показаны) на раме 1, другие концы кривошипов 2 смещены относительно друг друга на 180°. Между кривошипами 2 на валу 6 установлено ведущее звено 7, соединенное ременной передачей 8 с маховиком 9 установленном на раме 1 с возможностью вращения. Опоры для рук, выполненные в виде одноплечих рычагов 10, установленных раме 1 с возможностью фиксации их в определенном положении с помощью винто-рычажного зажима 11. На шатунах 3 расположены выполненные с ним заодно педали 12, при этом шатуны выполнены с возможностью регулирования их длины с помощью винтовой пары (не показана на чертеже).
При этом соблюдено условие классического шарнирного четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма, а именно, суммарная длина кривошипа 2 и шатуна 3 меньше суммарной длины коромысла 4 и расстояния между осью 5 и осью вала 6 (см. И.И.Артоболевский, «Механизмы в современной технике», т.1, л.251, позиция 509, Москва, «Наука», 1979 г.).
Тренажер приводят в действие следующим образом. Пользователь фиксирует с помощью зажима 11 рычаги 10 в удобном для его положении, встает ногами на педали 12 и закрепляет на них ноги. Держась руками за рычаги 10, пользователь привстает на переднюю часть левой педали 12, чтобы левое коромысло 4 заняло положения, близкое к вертикальному (см. фиг.1). При этом кривошипы 2 отклоняются от вертикального положения в направлении их вращения на угол α, и правая педаль 12 минует зону неопределенности движения. Пользователь переносит усилие на заднюю часть правой педали 12 и приводит привод в действие. После достижения максимального угла φ между вертикалью и максимальным отклонением правого коромысла 4 (см. фиг.2) пользователь переносит усилие на всю правую педаль 12 и заканчивает первый полуоборот вала 6, воздействуя на переднюю часть правой педали (см. фиг.3), создавая условие для
совершения второго полуоборота вала 6. Второй полуоборот вала 6 происходит под действием левой ноги в том же порядке, после чего вращение привода тренажера устанавливается в желаемом для пользователя темпе. Величины углов α и φ пользователь может регулировать, изменяя длину шатуна 3 по размеру стопы и перемещая ось 5 с коромыслами 4 в пазу, выполненном в раме 1 (не показан на чертеже).
Траектория движения педалей 12 в заявляемом тренажере в отличие от известных аналогов при каждом полуобороте вала меняет угол наклона к горизонту от 30° в одну сторону до 30° в другую, и стопа пользователя повторяет эти движения, легко приспосабливаясь к ним, так как ноги совершает естественные движения, аналогичные движениям ног при ходьбе или беге, когда при каждом шаге тяжесть тела переносится с задней части стопы на переднюю. При высоких скоростях вращения вала создается ощущение бега трусцой или езды на велосипеде. Дополнительные нагрузки на мышцы рук и ног пользователь получает, развернувшись на 180°, вращая ногами в обратную сторону.
Изготовлен и опробован опытный образец со следующими размерами звеньев сдвоенного шарнирного четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма:
Длина кривошипа 2 - 110 мм
Расстояние между осями 5 и 6 - 395 мм
Длина коромысла 4 - 150 мм
Длина шатуна 3 - 315 мм
Испытание опытного образца показало его работоспособность и достижение указанного технического результата.