СПОРТИВНЫЙ ТРЕНАЖЕР, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ НАДЛЕЖАЩУЮ ТРЕНИРОВКУ, И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ
EXERCISE MACHINE THAT ENSURES PROPER TRAINING AND METHOD OF ITS CONTROL

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение
Предлагаемое изобретение относится к спортивному тренажеру и способу управления им, в частности к спортивному тренажеру, выполненному с возможностью приспособления к физическому состоянию пользователя с целью обеспечения надлежащей тренировки.
2. Описание предшествующего уровня техники
Известные спортивные тренажеры обеспечивают возможность выполнять физические упражнения и различные режимы тренировок, предусматриваемые при изготовлении. Известные спортивные тренажеры включают аппарат - носитель двигательной энергии и управляющую схему. Аппарат - носитель двигательной энергии работает под управлением управляющей схемы в различных режимах механического движения. Это может быть, например, «бегущая дорожка» с полотном, приводимым в движение от двигательной установки. Двигательная установка работает под управлением управляющей схемы, увеличивая или уменьшая скорость вращения с целью изменения линейной скорости полотна. Таким образом, осуществляя пробежку по полотну, пользователь должен подстраивать свою скорость под скорость полотна бегущей дорожки. И затем по опыту пользователь может узнать, насколько это было эффективно.
Однако, если даже спортивный тренажер работает в одном и том же тренировочном режиме, тренировочный эффект, получаемый пользователями, может быть разным по причине разного индивидуального физического состояния.
Известные спортивные тренажеры могут иметь ручной режим, который обеспечивает для пользователя возможность создавать программу тренировок, соответствующую индивидуальным требованиям, что является, по сравнению с предварительно установленными режимами, более гибким решением. Однако без помощи и советов экспертов пользователи могут оценить собственное физическое состояние неправильно, создать ненадлежащую программу тренировок и оказаться неспособными получить наилучший спортивный эффект.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одной из целей предлагаемого изобретения является создание спортивного тренажера и способа управления им, способных обеспечить подходящий диапазон тренировочных усилий для пользователей в соответствии с физическим состоянием последних.
Способ управления спортивным тренажером согласно предлагаемому изобретению включает следующие операции:
установку в спортивном тренажере персональных физических параметров,
получение команды выбора режима,
задание спортивному тренажеру автоматического режима работы или ручного режима работы,
введение предварительно запрограммированного рабочего режима,
получение команды выбора программы и выбор одной из некоторой совокупности тренировочных программ, хранимых в спортивном тренажере,
генерирование команды автоматического режима работы на основании физических параметров и выбранной тренировочной программы и
выдача команды автоматического режима работы для приведения в действие спортивного тренажера на основании упомянутой команды автоматического режима работы.
С помощью вышеперечисленных операций спортивный тренажер может регулировать обеспечиваемое им тренировочное усилие на основании введенных физических параметров
Спортивный тренажер содержит блок памяти, блок ввода команд, управляющий блок, блок генерирования двигательной энергии и блок питания. Упомянутый блок памяти содержит некоторую совокупность тренировочных программ, каждая из которых задает определенную последовательность тренировочных положений тела. Упомянутый блок ввода команд предназначен для установки персональных физических параметров, настройку по желанию тренировочных параметров и введение команды выбора режима работы. Упомянутый управляющий блок соединен с блоком введения команд и блоком памяти и выполнен с возможностью получения персональных физических параметров, настроенных тренировочных параметров, команды выбора режима или команды выбора программы от блока ввода команд и выдачи команды ручного режима работы или команды автоматического режима работы с целью приведения в действие спортивного тренажера путем сравнения физических параметров с настроенными тренировочными параметрами или с командой выбора программы. Упомянутый блок генерирования двигательной энергии через некоторый соединительный интерфейс соединен с управляющим блоком, выполнен с возможностью получения рабочих команд от управляющего блока и приведения в работу в соответствии с получаемыми командами. Упомянутый блок питания соединен с управляющим блоком и выполнен с возможностью обеспечения последнего электрической энергией.
Блок памяти дополнительно содержит некоторую совокупность изображений положений тела, соответственно представляющих тренировочные положения тела и визуально демонстрируемых спортивным тренажером.
Спортивный тренажер согласно предлагаемому изобретению дополнительно содержит блок визуального отображения, который соединен с управляющим блоком и выполнен с возможностью демонстрирования одного из изображений положений тела, хранящихся в блоке памяти, с целью показа, как практически принять это тренировочное положение тела.
Другие цели, преимущества и новые признаки предлагаемого изобретения станут более понятными из дальнейшего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 изображена блок-схема спортивного тренажера согласно предлагаемому изобретению.
На фиг.2 представлен алгоритм способа управления спортивным тренажером согласно предлагаемому изобретению.
На фиг.3 представлен другой алгоритм способа управления спортивным тренажером согласно предлагаемому изобретению.
На фиг.4 изображен общий вид одного из предпочтительных вариантов осуществления спортивного тренажера согласно предлагаемому изобретению.
На фиг.5 показана панель управления спортивным тренажером, проиллюстрированным на фиг.4.
На фиг.6 представлен вид спереди спортивного тренажера, проиллюстрированного на фиг.4, во время работы.
На фиг.7 представлен вид сбоку спортивного тренажера, проиллюстрированного на фиг.4, во время работы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как показано на фиг.1, спортивный тренажер (10) по предлагаемому изобретению содержит блок памяти (11), блок ввода команд (12), управляющий блок (13), блок генерирования двигательной энергии (14), блок питания (15), блок визуального отображения (16) (факультативно), устройство звуковых эффектов (17) (факультативно), связной интерфейс (18) (факультативно) и интерфейс визуального отображения (19) (факультативно).
Блок памяти (11) выполнен с возможностью хранения некоторой совокупности тренировочных программ и некоторой совокупности визуальных образов положений тела. Каждая тренировочная программа является предварительно установленной, обеспечивает некоторую последовательность тренировочных положений тела и содержит некоторую совокупность наборов параметров. Каждое тренировочное положение тела соответствует одному набору параметров. Каждый набор параметров может содержать временной параметр, частотный параметр и параметр положения тела. Упомянутый временной параметр задает время (продолжительность) работы спортивного тренажера (10). Упомянутый частотный параметр задает частоту, с которой работает спортивный тренажер (10). Упомянутые визуальные образы положений тела соответствуют соответствующим параметрам положения тела и могут представлять собой динамические или статические изображения, демонстрируемые индивидуально и визуально показываемые спортивным тренажером (10).
Блок ввода команд (12) предназначен для того, чтобы пользователь сам устанавливал персональные физические параметры и настраивал тренировочные параметры, а также мог принимать команду выбора режима и команду выбора программы. К персональным физическим параметрам могут относиться такие параметры, как масса тела, рост, возраст и пол. К настраиваемым тренировочным параметрам могут относиться такие параметры, как амплитуда, продолжительность, частота и положение тела. Под амплитудой, продолжительностью и частотой как тренировочными параметрами понимаются соответственно рабочая амплитуда, продолжительность работы и рабочая частота спортивного тренажера (10). Каждое положение тела как параметр соответствует некоторому визуальному изображению, хранимому в блоке памяти (11). В соответствии с настроенными тренировочными параметрами спортивный тренажер (10) будет приводиться в действие в течение определенного времени (временной параметр) с определенной рабочей амплитудой (параметр амплитуды) и рабочей частотой (частотный параметр), демонстрируя назначенное изображение положения тела.
Управляющий блок (13) соединен с блоком введения команд (12) и блоком памяти (11) и выполнен с возможностью получения персональных физических параметров, настроенных тренировочных параметров, команды выбора режима или команды выбора программы от блока ввода команд (12). Для приведения в действие спортивного тренажера (10) на основании персональных физических параметров, настроенных тренировочных параметров и команды выбора программы управляющий блок (13) на основании команды выбора режима генерирует команду ручного режима работы или команду автоматического режима работы.
Блок генерирования двигательной энергии (14) соединен с управляющим блоком (13) через посредство соединительного интерфейса (141), выполнен с возможностью получения рабочих команд от управляющего блока (13) и приведения в действие в соответствии с получаемыми рабочими командами.
Блок питания (15) соединен с управляющим блоком (13) и выполнен с возможностью обеспечения управляющего блока (10) электрической энергией.
Блок визуального отображения (16) соединен с управляющим блоком (13) и выполнен с возможностью показа изображений положений тела и демонстрирования осуществления тренировочных положений тела.
Устройство звуковых эффектов (17) соединено с управляющим блоком (13) и выполнено с возможностью генерирования звука, когда тренировочная программа начинается или заканчивается.
Связной интерфейс (18) соединен с управляющим блоком (13) и может быть осуществлен как проводной соединительный интерфейс RS-232/USB, инфракрасный модуль, радиочастотный модуль или модуль передачи данных по технологии Bluetooth. Через связной интерфейс (18) к спортивному тренажеру (10) может подключаться внешнее электронное устройство.
Интерфейс визуального отображения (19) соединен с управляющим блоком (13) для подсоединения к внешнему монитору с целью более четкого показа изображений положений тела.
Проиллюстрированный на сриг.2 способ согласно предлагаемому изобретению включает следующие операции: (100) - установка персональных физических параметров, (101) - получение команды выбора режима работы, (102) - задание спортивному тренажеру автоматического режима работы либо ручного режима работы, (103) - вхождение в автоматический режим работы, (104) - получение команды выбора программы, (105) - генерирование команды автоматического режима работы, (106) - вывод команды автоматического режима работы и (111) - приведение спортивного тренажера (10) в действие.
На стадии установки персональных физических параметров (операция 100) один из пользователей устанавливает свои персональные физические параметры. К персональным физическим параметрам относятся такие параметры, как масса тела, рост, возраст и пол.
На стадии получения команды выбора режима (операция 101) пользователем посредством блока ввода команд (12) в управляющий блок (13) вводится команда выбора режима.
На стадии определения того, в какой режим входить: ручной или автоматический (операция 102), управляющий блок (13) определяет, в каком режиме, автоматическом или ручном, должен работать спортивный тренажер в соответствии с командой выбора режима.
На стадии получения команды выбора программы (операция 104) пользователь с помощью блока ввода команд (12) осуществляет ввод в управляющий блок (13) команды выбора программы, и управляющий блок считывает тренировочную программу, соответствующую полученной команде выбора программы.
На стадии генерирования команды автоматического режима работы (операция 105) управляющий блок (13) осуществляет сравнение персональных физических параметров с тренировочной программой и соответствующим образом генерирует команду автоматического режима работы.
На стадии вывода команды автоматического режима работы (операция 106) управляющий блок (13) выводит команду автоматического режима работы для приведения спортивного тренажера (10) в действие.
С помощью вышеописанных операций спортивный тренажер (10) может быть приведен в действие.
Кроме того, если на стадии определения того, в какой режим входить: ручной или автоматический (операция 102), для спортивного тренажера управляющим блоком (13) назначается ручной режим работы, то будут выполняться следующие операции: (107) - вхождение в ручной режим работы, (108) - установка настроенных тренировочных параметров, (109) - генерирование команды ручного режима работы, (110) - вывод команды ручного режима работы и (111) - приведение спортивного тренажера (10) в действие.
На стадии установки настроенных тренировочных параметров (операция 108) пользователем посредством блока ввода команд (12) в управляющий блок (13) вводятся настроенные тренировочные параметры.
На стадии генерирования команды ручного режима работы (операция 109) управляющим блоком (13) осуществляется генерирование команды ручного режима работы согласно настроенным тренировочным параметрам.
На стадии вывода команды ручного режима работы (операция 110) управляющим блоком (13) осуществляется вывод команды ручного режима работы, и спортивный тренажер (10) приводится в действие согласно команде ручного режима работы.
Поскольку в варианте осуществления предлагаемого изобретения, проиллюстрированном на фиг.3 к персональным физическим параметрам относятся масса тела, рост, возраст и пол, операция установки персональных физических параметров (операция 100) может быть разложена на следующие подоперации: (1001) - инициализация, (1002) - установка параметра «масса тела», (1003) - установка параметра «рост», (1004) - установка параметра «возраст» и (1005) - установка параметра «пол».
Операция получения команды выбора программы (операция 104) может быть разложена на следующие подоперации: (1041) - выбор тренировочного уровня и (1042) - выбор тренировочной программы.
Операции получение команды выбора режима (операция 101), задание спортивному тренажеру автоматического режима работы либо ручного режима работы (операция 102), вхождение в автоматический режим работы (операция 103) и вхождение в ручной режим работы (операция 107) в рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения объединены в одну операцию: (1011) - выбор режима работы.
На стадии выбора тренировочного уровня (подоперация 1041) с помощью блока ввода команд (12) пользователем осуществляется выбор и ввод в управляющий блок (13) предварительно заданного конкретного параметра амплитуды (который может быть назван начальным уровнем, средним уровнем или продвинутым уровнем).
На стадии выбора тренировочной программы (подоперация 1042) с помощью блока ввода команд (12) пользователем осуществляется ввод в управляющий блок (13) команды выбора программы с целью выбора предварительно заданной тренировочной программы.
В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения к вышеозначенным настроенным тренировочным параметрам относятся такие параметры, как амплитуда, продолжительность, частота и положение тела, которые реализуются для приведения спортивного тренажера (10) в действие. Спортивный тренажер (10) может работать с определенной амплитудой и определенной частотой в течение определенного времени, показывая изображение положения тела. Следовательно, операция установки настроенных тренировочных параметров (операция 108) может включать следующие подоперации: (1081) - установка параметра «амплитуда», (1082) - установка параметра «продолжительность», (1083) - установка параметра «частота» и (1084) - установка параметра «положение тела».
Настроенные тренировочные параметры может установить любой человек, поэтому во избежание дискомфорта при выполнении упражнений должен быть предусмотрен предупредительный сигнал, чтобы не допустить выполнения спортивным тренажером (10) ненадлежаще настроенных тренировочных параметров. Поэтому после операции генерирования команды ручного режима работы (операция (109) дополнительно может быть выполнена подоперация (1091) - генерирование предупредительного сигнала. На этой стадии управляющий блок (13) определяет, будет ли пользователь чувствовать дискомфорт при работе спортивного тренажера на основании команды ручного режима работы. Иначе говоря, управляющий блок (13) определяет, находится ли каждый из настроенных тренировочных параметров в некотором допустимом диапазоне. Упомянутые допустимые диапазоны определяются управляющим блоком (13) в соответствии с персональными физическими параметрами, введенными пользователем. И при выходе того или иного параметра за допустимый диапазон, прежде чем спортивный тренажер начнет работать, управляющий блок (13) генерирует предупредительный сигнал.
Спортивный тренажер, иллюстрируемый на фиг.4, выполнен как вибрационный тренажер (2). Упомянутый вибрационный тренажер (2) содержит такие конструктивные узлы, как платформа (20), ствол (21), управляющая панель (22) и система рукояток (23).
Платформа (20) имеет верхнюю поверхность и край. Внутри платформы (20) установлен упоминавшийся выше блок генерирования двигательной энергии (14), который реализован в виде набора двигателей, выполненного с возможностью приведения верхней поверхности платформы (20) в колебательное движение.
Упомянутый ствол (21) простирается от края платформы (20) кверху и имеет верхний конец и две боковые стороны.
Упомянутая управляющая панель (22) установлена на верхнем конце ствола (21). На управляющей панели (22) установлены упоминавшийся выше блок ввода команд (12) и блок визуального отображения (16). В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения блок ввода команд (12) реализован в виде совокупности кнопок, а блок визуального отображения (16) представляет собой модуль жидкокристаллического дисплея LCM (аббревиатура от liquid crystal display module).
Упомянутая система рукояток (23) содержит две рукоятки, отходящие от боковых сторон ствола (21).
При пользовании вибрационным тренажером пользователь сначала нажимает кнопки на управляющей панели (22) с целью введения своих персональных данных, таких как рост, масса тела, возраст и пол. Затем пользователь выбирает автоматический режим работы или ручной режим работы. Выбрав автоматический режим работы, пользователь далее выбирает тренировочный уровень (который в рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения относится к значению амплитуды вибраций вибрационного тренажера (2)) и выбирает одну из имеющихся тренировочных программ, которая может включать параметр «продолжительность», параметр «частота» и параметр «положение тела». Если же пользователь выбрал ручной режим работы, то далее он вводит настроенные тренировочные параметры, к которым по желанию могут относиться такие параметры, как параметр «амплитуда», параметр «частота», параметр «продолжительность» и параметр «положение тела».
Затем вибрационный тренажер начинает работать, и пользователь, тем временем, может делать упражнения на платформе (20), поместив на нее части тела, например конечности, спину или бок. При таких упражнениях спортивный эффект для пользователя сопровождается вибрациями.
Кроме того, если настроенные тренировочные параметры выходят за некоторый допустимый диапазон, что может вызвать дискомфорт во время выполнения упражнений, то блок визуального отображения (16) выдаст для пользователя предупредительный визуальный сигнал.
Как можно видеть на фиг.5, когда вибрационный тренажер (2) начинает работать, блок визуального отображения (16) начинает показывать динамическое или статическое изображение одного из тренировочных положений тела. Затем блок визуального отображения (16) может показать другое изображение, показывающее, какую группу мышц может тренировать пользователь.
Как можно видеть на фиг.6 и 7, для выполнения упражнений на вибрационном тренажере (2) пользователь придает телу положение, соответствующее изображению. По истечении определенного времени блок визуального отображения (16) показывает следующее изображение, и пользователь меняет положение своего тела соответствующим образом, и так далее, пока время работы в данном режиме не истечет.
Для обеспечения для пользователя в автоматическом режиме подходящего тренировочного усилия, соответствующего его персональным физическим параметрам, каждой предварительно заданной тренировочной программе ставится в соответствие определенный допустимый диапазон персональных физических параметров. Когда предварительно заданная тренировочная программа выбрана, и соответствующий допустимый диапазон персональных физических параметров пользователя не охватывает его предварительно введенных персональных физических параметров, спортивный тренажер будет приводиться в действие только подходящим тренировочным усилием, с тем чтобы обеспечить переносимость пользователем полного тренировочного усилия. Следовательно, перед генерированием команды автоматического режима работы могут быть выполнены следующие операции:
определение того, выходят ли введенные персональные физические параметры за допустимый диапазон, соответствующий выбранной тренировочной программе, и
обеспечение спортивным тренажером определенного подходящего тренировочного усилия, когда введенные персональные физические параметры выходят за допустимый диапазон.
На вибрационном тренажере, который взят здесь как пример, пользователь выбирает тренировочный уровень, а затем выбирает одну из предварительно установленных тренировочных программ при автоматическом режиме работы. Тренировочный уровень относится к величине амплитуды вибраций вибрационного тренажера (2), а выбранная предварительно установленная тренировочная программа включает параметр «продолжительность», параметр «частота» и параметр «положение тела», которые соответствуют продолжительности, частоте вибраций и положению тела. Например, если продолжительность составляет 15 с, частота вибраций 30 Гц, а положение тела, как показано на фиг.6, то вибрационный тренажер (2) покажет это положение тела на блоке визуального отображения (16) и будет осуществлять вибрации с частотой 30 Гц в течение 15 с.
Таким образом, параметры 15 с и 30 Гц соответствуют некоторому допустимому диапазону персональных физических параметров, таких как, например, масса тела 45-60 кг, рост 150-165 см, возраст 18-30 лет, пол любой. Если введенные персональные физические параметры выходят за этот допустимый диапазон, то вибрационный тренажер (2) автоматически настраивает продолжительность на 10 с или частоту вибраций на 25 Гц, или же просто уменьшает амплитуду вибраций.
Преимущество спортивного тренажера и способа управления им согласно предлагаемому изобретению состоит в том, что обеспечивается возможность настройки тренировочного усилия на основании введенных персональных физических параметров. Если даже разные пользователи выберут одну и ту же тренировочную программу, то тренировочное усилие спортивного тренажера будет разным в соответствии с персональными физическими параметрами, введенными пользователем. Благодаря такому решению наилучшее тренировочное воздействие обеспечивается индивидуально для пользователей с разными физическими данными.