СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВОЧНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ МЫШЦ НОГ В МНОГОСУСТАВНОМ ДВИЖЕНИИ

Данное тренажерное устройство предназначено для тренировки и тестирования мышц ног в многосуставном движении и может быть использовано в большом спорте.
В спортивной практике известны устройства для тренировки мышц ног в многосуставном движении.
Например, известен патент RU 2322224 на устройство для тренировки мышц и вытяжения позвоночника, содержащее опорные стойки и вертикальный держатель, выполненный с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, как минимум, один элемент, по меньшей мере, с одним отверстием для установки средства с опорной поверхностью, отличающееся тем, что выполнено с возможностью регулирования посредством средства с опорной поверхностью, как минимум, одного угла поворота вертикального держателя, при этом средство с опорной поверхностью имеет рабочую часть, сечение которой выполняется в виде прямоугольника или ограничено отрезком архимедовой спирали.
Также известен патент RU 2241510 на спортивный тренажер, содержащий раму с основанием, опору, подвижное сиденье с закрепленными на нем роликами для передвижения вдоль рамы, Т-образную направляющую, пружины, тяги, при этом рама и Т-образная направляющая установлены под углом к поверхности земли с возможностью его изменения и фиксации посредством опоры, подвижно соединенной своим верхним концом с верхней частью рамы, а нижней частью с помощью тяги с основанием рамы, при этом сиденье соединено с рамой пружинами, причем количество роликов соответствует трем, отличающийся тем, что он имеет дополнительно устройство для тренировки мышц груди в виде двух рычагов, шарнирно соединенных с верхней частью рамы с возможностью вращения, причем нижней частью рычаги соединены либо между собой пружинами, либо с помощью тяг с подвижным сиденьем с возможностью его перемещения вдоль рамы и Т-образной направляющей.
Также известен патент RU 2228779 на устройство для тренировки спортсменов, содержащее блоки, закрепленные в нескольких точках опоры и связанные бесконечным канатом, имеющим возможность осуществлять изменение углов наклона к вертикали и скорости перемещения и установленным с возможностью перемещения под действием собственного веса спортсмена, отличающееся тем, что введена подвижная опора, выполненная в виде блока и взаимодействующая с канатом, на котором закреплены зажимы с петлями для ног, и альпинистская обвязка, связанная с одной из опор, при этом канат выполнен с возможностью регулирования его натяжения от задаваемой нагрузки, а количество точек закрепления блоков в опоре не менее трех.
Также известен патент RU 2153909 на устройство для тренировки гребцов, содержащее смонтированную на колесах раму, неподвижно закрепленные к ней стойки, на которые подвижно устанавливается спинка поясничного упора, подвижное сиденье, подвижные упоры для рук с рукоятками и для ног, отличающееся тем, что рукоятки упоров для рук установлены на концах стоек, жестко закрепленных к тележке, перемещающейся по направляющим, которые расположены под направляющими для подвижного упора для ног.
Также известен патент RU 2092208 на устройство для тренировки гребцов, содержащее установленную на основании опору, несущую подвижное сиденье для гребца и редуктор с обгонной муфтой между его частями, причем ведущая часть редуктора связана посредством цепной передачи с приводной рукояткой и возвратным амортизатором, а ведомая часть посредством ременной передачи с силовым блоком в виде центробежного вентилятора-маховика, отличающееся тем, что опора выполнена подвижной вдоль продольной оси устройства, имеет массу, близкую к массе реальной лодки, и снабжена тормозным механизмом, размешенным на основании со стороны, противоположной направлению движения опоры при выполнении спортсменом гребного движения, а вентилятор установлен на основании по ходу этого движения и снабжен обгонной муфтой с шкивом, который связан с ременной передачей, при этом последняя снабжена натяжным роликом, установленным на основании так, что редуктор расположен между ним и вентилятором, а передаточное отношение редуктора соответствует отношению внутреннего и внешнего рычагов реального весла.
Также известен Гребной тренажер TUNTURI R30 (http://www.stepsport.ru/index.php?productID=2127), где Система нагрузки: магнитная, регулируется сервомотором.
Наиболее близким решением является эллиптический тренажер от Tunturi (http://edsport.ru/product_info.php/products_id/433) с уникальным плавным движением и очень тихой функциональной системой. Длинный 50 см шаг дает полное соответствие естественным движениям. Новый простой и мотивирующий цветной LCD компьютер с 6" экраном и колесом выбора. Всеобъемлющий диапозон программ, включая предустановленные ипользовательские. Жироанализатор и восстановление пульса как новые возможности для мотивации. Рукоятки и большие педали поддерживают пользователя на любой скорости. Является эргометром, так что гарантирована эффективная и безопасная тренировка. Высочайшая эффективность двойной тренировки верхней и нижней частей тела. Легкая регулировка сервомотора магнитной системы сопротивления. Чистый и стильный кремово-белый цвет Tunturi.
Все перечисленные известные объекты техники и другие известные тренажеры обладают следующими недостатками.
В качестве силового привода на таких устройствах обычно используются либо свободное отягощение, либо пневматический привод, реализующий линейное усилие. Однако указанные технические решения имеют ряд ограничений при попытке использования их в качестве тренировочно-измерительных комплексов для тренировки и тестирования высококвалифицированных спортсменов, так как они не позволяют совершать движения с большой скоростью (в случае свободного отягощения), либо с постоянной скоростью перемещения (в случае пневматического привода). Для повышения функциональности этих устройств в качестве силового привода используют высокоточные сервомоторы способные обеспечить любой профиль нагрузки в широком диапазоне скоростей. Однако с заданными характеристиками выпускаются лишь поворотные сервомоторы. Все выпускаемые линейные двигатели, позволяющие перемещать рабочую платформу, отличаются малой мощностью. Более мощные технические решения такого типа не обладают заданной точностью и временем отклика на управляющий сигнал.
Технический результат: обеспечивается расширение функциональности - устройство позволяет совершать движения с большой скоростью (чего нельзя добиться в случае свободного отягощения), либо с постоянной скоростью перемещения (чего нельзя добиться в случае пневматического привода).
Заявленный технический результат достигается за счет того, что силовой тренировочно-измерительный комплекс для тренировки и тестирования мышц ног в многосуставном движении, состоящий из несущей конструкции, подвижной платформы, направляющих, регулируемого сиденья, электродвигателя, сервомотора с редуктором, шарико-винтовой пары, блока управления сервомотора, отличающийся тем, что сиденье выполнено с возможностью регулировки положения электродвигателем, причем поворотный сервомотор выполнен с возможностью передачи усилия к подвижной платформе посредством шарико-винтовой пары.
Отличительной особенностью разрабатываемого устройства является использование, в качестве силового привода, высокоточного поворотного сервомотора. Использование линейных двигателей на устройствах данного типа невозможно ввиду их малой мощности.
В заявленном устройстве в качестве силового привода для обеспечения линейного перемещения используется поворотный сервомотор, который передает усилие к рабочей платформе посредством шарико-винтовой пары.
На Фиг.1 показано конструктивное устройство тренировочно-измерительного комплекса, который состоит из: несущей конструкции (1), подвижной платформы (2), направляющих (3), регулируемого сиденья (4), электродвигателя, изменяющего положения сиденья (5), сервомотора с редуктором (6), шарико-винтовой пары (7), блока управления сервомотора (8).
Принцип работы устройства состоит в следующем.
Занимающийся размещается на регулируемом сиденье (4) и фиксирует ноги на подвижной платформе (2). Регулировка положения сиденья осуществляется электродвигателем (4). Выбор необходимого режима тренировки или тестирования (см. ниже) осуществляется при помощи блока управления сервомотора (8). Вращение сервомотора с редуктором (6) приводит в движение подвижную платформу (2) посредством шарико-винтовой пары (7).
Силовой тренировочно-измерительный комплекс обеспечивает следующие режимы работы сервомотора: вращение с поддержанием постоянной скорости в диапазоне от 0 до 3000 об/мин, что соответствует линейному перемещению рабочей платформы от 0 до 2,5 м/с; вращение с подержанием заданного момента силы в диапазоне от 2 до 500 Нм; вращение с переменным профилем нагрузки, задаваемый при помощи предусмотренного программного обеспечения.