ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ УСКОРЕНИЯ ХОДЬБЫ И БЕГА
DEVICE FOR ACCELERATION OF WALKING AND RUNNING

Изобретение относится к области приспособлений, обеспечивающих быстрое перемещение без использования транспортных средств, а именно к приспособлениям для ускорения ходьбы и бега.
В связи с увеличением количества автомобилей при сохранении ограниченной пропускной способности дорожной сети большую актуальность в крупных городах получает массовое применение компактных легких персональных средств передвижения, использующих электрическую тягу или мускульную силу человека. Все большее распространение получают велосипеды, однако обычные велосипеды требуют специальной городской инфраструктуры в виде общественных парковок, необходимых для того, чтобы сочетать самостоятельное передвижение с прохождением части пути в метрополитене.
Не так давно были изобретены одеваемые на ноги приспособления для ускорения ходьбы и бега, предполагающие использование углового подъемного механизма, платформы для ноги, жестко закрепленной к вертикальной стойке под углом 90°, и плоской ленточной пружины из углепластика или стекловолокна в виде дуги, крепящейся верхним концом к стойке в области тыльной стороны колена, а снизу - к нижнему рычагу подъемного механизма по всей длине рычага.
В частности, известно приспособление для ускорения ходьбы и бега, содержащее угловой подъемный механизм, смонтированный на опоре, связанной с нижним концом вертикальной стойки, верхним концом закрепляемой на ноге, и плоскую ленточную пружину в виде дуги, соединенную одним концом с верхним концом стойки, а другим концом с нижним рычагом углового подъемного механизма (патент США №6840893).
Указанные приспособления в настоящее время широко используются для экстремального досуга, рекреации и оздоровления. Более широкое их распространение, в частности для передвижения внутри города, ограничивается следующими существенными недостатками.
1. Центр тяжести человека поднимается в среднем на 30 см. соответственно увеличивается травматизм при падении.
2. Контакт ноги человека с поверхностью исключен, с землей соприкасаются эластичные накладки на нижнем рычаге углового подъемного механизма. Малая площадь контакта с поверхностью земли исключает всепогодное использование приспособления для передвижения и ограничивает возможности маневрирования в горизонтальной плоскости.
3. Расположение углового подъемного механизма под ступней человека определяет кинетические параметры движения - наибольшая часть энергии передается не вперед, а в верхнем направлении, что обуславливает широкое их использование для экстремальных прыжков и связанный с этим высокий уровень травматизма.
4. Большой размер вместе с неудобной процедурой снятия и одевания ограничивают передвижение владельца в общественном транспорте.
5. Увеличение высоты человека в среднем на 30 см препятствует доступу в общественный транспорт и прохождению дверных проемов в зданиях и сооружениях.
6. Пружины существенно затрудняют спуск человека по лестницам и эскалаторам.
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в устранении описанных недостатков и ограничений, что обеспечивает использование приспособления в качестве альтернативного средства передвижения по городу и вне его пределов. Указанный технический результат достигается за счет того, что в приспособлении для ускорения ходьбы и бега, содержащем угловой подъемный механизм, смонтированный на опоре, связанной с нижним концом вертикальной стойки, верхним концом закрепляемой на ноге, и плоскую ленточную пружину в виде дуги, соединенную одним концом с верхним концом стойки, а другим концом с нижним рычагом углового подъемного механизма, опора выполнена ковшеобразной с возможностью размещения в ней пятки или каблука обуви и связана с нижним концом стойки посредством первого шарнира, установленного на опоре выше размещаемой в опоре пятки или каблука обуви, при этом нижний конец стойки посредством второго шарнира связан с верхним рычагом углового подъемного механизма.
Первый шарнир может быть снабжен компенсационным механизмом, предназначенным для предотвращения вертикального перемещения стойки при изменении положения ступни в вертикальном направлении. Вертикальная стойка может быть выполнена в виде S-образной, С-образной или комбинированной S+C-образной детали.
Пружина состоит их двух частей, связанных фиксатором с возможностью перемещения внутри фиксатора относительно друг друга в продольном направлении при ослаблении фиксатора.
Средство закрепления вертикальной стойки на ноге снабжено элементом защиты коленной чашечки.
Изобретение поясняется следующими графическими материалами.
На фиг.1 показано изобретение в ненагруженном состоянии.
На фиг.2 - то же, пружина сложена для перемещения пешком.
На фиг.3 показано изобретение, нога стоит на мыске, пружина нагружена частично.
На фиг.4 - то же, нога стоит на ступне, пружина полностью нагружена.
На фиг.5 показаны возможные конфигурации вертикальной стойки 2.
На фиг.6 показана одна из возможных конструкций компенсационного механизма 16.
Приспособление для ускорения ходьбы и бега содержит угловой подъемный механизм 1, смонтированный на опоре 4, связанной с нижним концом вертикальной стойки 2, верхним концом закрепляемой на ноге. Имеется плоская ленточная пружина 8 в виде дуги, соединенная одним концом с верхним концом стойки 2, а другим концом с нижним рычагом 13 углового подъемного механизма 1. Опора 4 выполнена ковшеобразной с возможностью размещения в ней пятки или каблука обуви и связана с нижним концом стойки 2 посредством первого шарнира 6, установленного на опоре 4 выше размещаемой в опоре пятки или каблука обуви. Нижний конец стойки 2 посредством второго шарнира 14 связан с верхним рычагом 3 углового подъемного механизма 1.
Первый шарнир 6 может быть снабжен компенсационным механизмом 16, предназначенным для предотвращения вертикального перемещения стойки при изменении положения ступни в вертикальном направлении (фиг.6). Вертикальная стойка может быть выполнена в виде S-образной, С-образной или комбинированной S+C-образной детали (фиг.5).
Пружина состоит их двух частей, связанных фиксатором с возможностью перемещения внутри фиксатора относительно друг друга в продольном направлении при ослаблении фиксатора. Средство закрепления вертикальной стойки на ноге снабжено элементом защиты коленной чашечки.
В данном приспособлении по сравнению с аналогами изменено расположение углового подъемного механизма 1 и способ его крепления к вертикальной стойке 2 таким образом, что верхний рычаг 3 механизма крепится не снизу ступни, а сзади - в области выше пятки (фиг.1).
Опора ступни (подошвы), жестко присоединенная к вертикальной стойке, заменена на ковшеобразную опору пятки (каблука) 4 с креплениями 5, которая присоединена к стойке 2 шарниром 6, позволяющим изменять угол наклона ступни (фиг.1).
Вертикальная стойка 2 может выполняться в виде S-образной, С-образной или комбинированной S+C-образной детали, верхний конец которой направлен в сторону от ноги человека (фиг.5). К верхнему концу стойки шарниром 15 крепится верхний конец пружины и регулируемый по высоте держатель для колена 7. К нижнему концу стойки при помощи шарнира 6 присоединена опора пятки (каблука) 4 и при помощи шарнира 14 присоединен верхний рычаг 3 углового подъемного механизма.
Компенсационный механизм 16 шарнира 6 реализован так, чтобы изменение положения ступни в вертикальной плоскости не приводило к одновременной передаче вертикального действия на вертикальную стойку 2 и крепящийся к ней держатель для колена 7. Возможная конструкция компенсационного механизма показана на фиг.6. Компенсационный механизм состоит из дуги-направляющей, вдоль которой перемещается конец кронштейна-держателя ковшеобразной опоры. Дуга-направляющая направлена выпуклостью в сторону от пятки ноги. В нижнем крайнем положении кронштейн находится, когда пятка ноги расположена ниже или на уровне мыска стопы. В верхнем крайнем положении кронштейн находится, когда пятка выше уровня мыска стопы. Перемещение конца кронштейна вдоль дуги-направляющей позволяет нейтрализовать перемещение стойки вверх и вниз одновременно с перемещением мыска ноги соответственно вниз и вверх.
Пружина 8 составлена их двух частей - верхней 9 и нижней 10, соединенных фиксатором 11с одним или двумя механизмами закрепления. При ослаблении одного или двух механизмов закрепления фиксатора 11 одна или обе пружины могут передвигаться внутри фиксатора относительно друг друга в продольном направлении и затем закрепляться в новом положении. Таким образом, фиксатор 11 позволяет уменьшать общую длину пружины и регулировать ее вплоть до длины, при которой эластичная накладка 12 нижнего рычага 13 углового подъемного механизма 1 находится на уровне выше опоры пятки (каблука) (фиг.2).
Регулируемыми в устройствах для правой и левой ноги могут являться только верхние части 9 правой и левой пружин, а нижние неподвижно закреплены в фиксаторе 11. В этом случае на внутренние боковые стороны верхних частей 9 правой и левой пружин нанесены одинаковые шкалы с цифрами, во внутренних боковых сторонах правого и левого фиксаторов проделаны отверстия, совпадающие со шкалами таким образом, чтобы в указанных отверстиях можно было выставить одинаковые деления для обеспечения равной длины правой и левой пружин. Механизмы закрепления расположены на внешних сторонах фиксаторов правой и левой пружин (с их выпуклой стороны).
Также регулируемыми могут являться только нижние части 10 правой и левой пружин, при этом верхние неподвижно закреплены в фиксаторе 11. В этом случае на внутренние боковые стороны нижних частей 10 правой и левой пружин нанесены одинаковые шкалы с цифрами, во внутренних боковых сторонах правого и левого фиксаторов проделаны отверстия, совпадающие со шкалами таким образом, чтобы в указанных отверстиях можно было выставить одинаковые деления для обеспечения равной длины правой и левой пружин. Механизмы закрепления расположены на внутренних сторонах фиксаторов правой и левой пружин (с их вогнутой стороны).
Возможно выполнение регулируемыми как верхних 9, так и нижних 10 частей правой и левой пружин. В этом случае на внутренние боковые стороны верхних 9 и нижних 10 частей правой и левой пружин нанесены одинаковые шкалы с делениями, во внутренних боковых сторонах правого и левого фиксаторов проделаны по два отверстия, совпадающие со шкалами верхних и нижних частей пружин таким образом, чтобы в указанных отверстиях можно было выставить одинаковое сочетание делений шкал верхних и нижних частей пружин для обеспечения равной длины правой и левой пружин. Механизмы закрепления расположены на внутренней и внешней сторонах фиксаторов правой и левой пружин.
Механизм закрепления фиксатора 11 может состоять из прижимной планки с возвратной пружиной и соприкасающегося с ней проходящего через резьбу в фиксаторе винта с поворотным барашком.
Также возможно, когда механизм закрепления фиксатора состоит из прижимной планки с возвратной пружиной и соприкасающегося с ней эксцентрика с поворотным рычагом, который жестко присоединен к оси эксцентрика.
Спереди сверху к коленному держателю может быть присоединен элемент защиты коленной чашки, что исключает необходимость использования отдельного аналогичного элемента защиты.
Такие изменения в конструкции позволяют обеспечить следующие эффекты
1. Снизить центр тяжести, регулировать его за счет удлинения или укорачивания пружины 8, в том числе и при надетых приспособлениях.
2. Использовать мыски или всю ступню для обеспечения дополнительной точки опоры и дополнительного контакта с поверхностью земли в неподвижном состоянии или во время передвижения (фиг.3, 4).
3. Использовать мыски или всю ступню для осуществления маневров в горизонтальной и вертикальной плоскостях во время передвижения (фиг.3, 4).
4. Регулировать за счет удлинения или укорачивания пружин 8 параметры их энергетической отдачи и, соответственно, силу толчка.
5. Обеспечить необходимое удобство одевания и снятия приспособлений в положении сложенной пружины.
6. Перемещаться в общественном транспорте, не снимая приспособлений, в том, числе сидеть на сиденьях и спускаться по эскалаторам и лестницам. Приспособление в положении, показанном на фиг.2, не мешает передвижению человека пешком.
7. Снизить травматизм от падений при передвижении.