СТАРТОВЫЕ ВОРОТА

Полезная модель относится к области спортивного оборудования, в частности к стартовым устройствам, и может быть использована для таких спортивных дисциплин, как велосипедный спорт, в частности для таких экстремальных видов велосипедного спорта как, например, ВМХ или Маунтинбайк (mountain-bike).
Название велосипедного спорта ВМХ представляет собой аббревиатуру, которая в расшифровке означает bicycle motocross. Велосипедный спорт ВМХ является довольно молодым видом спорта и получил широкое распространение с 70-х годов прошлого столетия в США, Европе и Австралии. В последние годы идет динамичное развитие этого вида спорта в России.
Достаточно очевидно, что старт является важным этапом гонки и существуют проблемы в организации стартового процесса.
Из уровня техники хорошо известны стартовые устройства для проведения спортивных соревнований по мотокроссу на мотоциклах.
Например, известны из [1] портативные стартовые ворота для мотокросса, конструкция которых содержит жестко связанный с основанием простирающийся в горизонтальной плоскости первый U-образный элемент, и связанный с ним с возможностью вращения второй U-образный элемент, который в одном из своих двух положений установлен под углом к первому U-образному элементу (поднятое положение) и образует преграду, препятствующую выход транспортному средству на дистанцию, а в другом положении (опущенное положение) располагается в плоскости первого U-образного элемента, тем самым разрешая транспортному средству выход на дистанцию.
Недостатком этих технических решений при использовании их для велосипедного спорта является невозможность фиксации спортсменом велосипеда для балансирования на старте.
Известны [2], [3] стартовые механизмы, используемые при проведений соревнований велосипедного спорта, которые выполнены так, что связанные с пневматическим цилиндром зажимные элементы удерживают заднее колесо находящегося на старте велосипеда до начала подачи сигнала на старт.
Недостатками этих технических решений является длительность процесса регулировки устройства в промежутках между заездами для очередных участников гонки и сложность синхронизации для организации одновременного старта нескольких участников.
Кроме того, вышеописанные устройства предназначены для организации старта на ровной поверхности и не учитывают особенности проведения соревнований велосипедного спорта ВМХ, при которых обычно используется гора разгона с различными параметрами наклона стартовой площадки.
Известны стартовые ворота [4], выполненные с шарнирно связанным с основанием стартовым забором; а также средством приведения в действие стартового забора, обеспечивающего поворот стартового забора между его первым положением, в котором он образует на линии старта преграду, препятствующую движению вперед на дистанцию, и вторым положением, в котором разрешено движение вперед на дистанцию. На наклоненной вниз по направлению к переднему краю верхней стороне основания размещена платформа. В основании со стороны его переднего края выполнен проем, приспособленный для размещения стартового забора, находящегося в его втором положении. Блок управления стартового устройства электрически связан со средством приведения в действие стартового забора стартовых ворот и приспособлен для выработки управляющих сигналов предназначенных для приведения в действие стартового забора для его установки в первое и/или во второе положение.
Недостатком известного технического решения является то, что в первом положении стартового забора проем основания полностью открыт, что вызывает опасность попадания в него посторонних предметов или потерявшего равновесие гонщика, находящегося на старте. Это может привести к сбою стартового процесса или травматизму гонщика
Кроме того, блок управления стартового устройства согласно вышеописанному патенту не связан с необходимым для организации стартового процесса оборудованием, приспособленным для подачи подготовительных и стартовых команд, обеспечивающих непрерывное наблюдение спортсменом момента приближения старта.
Наиболее близкими к предлагаемым устройствам являются стартовые ворота и стартовое устройство. Стартовые ворота содержат основание и шарнирно связанный с основанием стартовый забор, а также средство приведения в действие стартового забора, обеспечивающее поворот стартового забора между его первым положением, в котором он образует на линии старта преграду, препятствующую спортсмену выйти на дистанцию, и вторым положением, в котором спортсмену разрешен выход на дистанцию, при этом основание выполнено с наклоненной вниз по направлению к его переднему краю верхней стороной, приспособленной для размещения на ней платформы, притом, что стартовый забор имеет прямолинейную стенку, причем в основании со стороны его переднего края выполнен проем, приспособленный для размещения стартового забора, находящегося в его втором положении, притом, что стартовый забор в его втором положении размещается в проеме так, что обращенная наружу поверхность стенки располагается заподлицо с платформой. Стартовый забор снабжен связанным с прямолинейной стенкой защитным кожухом, приспособленным для, по меньшей мере, частичного перекрытия доступа в проем, когда стартовый забор находится в его первом положении. Стартовое устройство содержит блок управления, электрически связанный со средством приведения в действие стартового забора стартовых ворот, притом, что стартовый забор установлен с возможностью поворота между первым положением, в котором стартовый забор образует на линии старта преграду, препятствующую спортсмену выйти на дистанцию, и вторым положением, в котором спортсмену разрешен выход на дистанцию, при этом блок управления приспособлен для выработки управляющего сигнала, предназначенного для приведения в действие стартового забора для его установки во второе положение. Устройство дополнительно содержит электрически связанное с блоком управления, по меньшей мере, одно средство сигнализации, приспособленное для создания, по меньшей мере, одной совокупности привлекающих внимание сигналов, причем блок управления приспособлен для выработки предупредительных сигналов, подаваемых в заданной последовательности с заданными интервалами на средство сигнализации и обеспечивающих инициирование совокупности привлекающих внимание сигналов, предназначенных для предупреждения о том, что ворота будут устанавливаться в их второе положение, притом, что управляющий сигнал синхронизирован с подаваемым последним предупредительным сигналом.
Недостатками представленных устройств-прототипов являются невысокие функциональные возможности: такие как надежность работы, долговечность и быстродействие.
Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей.
Поставленная задача решается тем, что в стартовых воротах, содержащих основание, шарнирно связанный с основанием стартовый забор, а также средство приведения в действие стартового забора, обеспечивающее поворот стартового забора между его первым положением, в котором он образует на линии старта преграду, препятствующую спортсмену выйти на дистанцию, и вторым положением, в котором спортсмену разрешен выход на дистанцию, при этом основание выполнено с наклоненной вниз по направлению к его переднему краю верхней стороной, приспособленной для размещения на ней платформы, притом, что стартовый забор имеет прямолинейную стенку, причем в основании со стороны его переднего края выполнен проем, приспособленный для размещения стартового забора, находящегося в его втором положении, притом, что стартовый забор в его втором положении размещается в проеме так, что обращенная наружу поверхность стенки располагается заподлицо с платформой, стартовый забор, снабженный связанным с прямолинейной стенкой защитным кожухом, приспособленным для, по меньшей мере, частичного перекрытия доступа в проем, когда стартовый забор находится в его первом положении, при этом средство приведения в действие стартового забора выполнено в виде пневматического цилиндра, в конструкцию стартового забора введено демпфирующее устройство, исключающее жесткий удар и последующий отскок стартового забора в открытом горизонтальном положении, а средством приведения в действие пневматического цилиндра является кинематическая схема, выполненная на базе рычага, позволяющего сместить шарнир крепления приводного цилиндра на 45 градусов относительно плоскости стартового забора, размещенное как на упорных элементах второго продольного несущего элемента, так и на продольном профильном элементе, при этом средство приведения в действие стартового забора выполнено с возможностью соединения с блоком управления, содержащим датчики закрытого и открытого положения забора, выполненные с возможностью подключения к устройству измерения и формирования времени отсчета, источник бесперебойного сигнала, выполнен с возможностью подключения к его выходам программируемого контроллера, который выполнен с возможностью подключения к своему первому входу-выходу формирователя сигналов управления, который выполнен с возможностью подключения к своему первому входу-выходу устройства оповещения световыми сигналами, который выполнен с возможностью подключения к своему второму входу-выходу устройства оповещения звуковыми сигналами, который выполнен с возможностью подключения к своему третьему входу-выходу устройства управления кинематической схемой пневматического цилиндра, при этом второй вход-выход программируемого контроллера выполнен с возможностью подключения устройства измерения и формирования времени отсчета, вход-выход которого выполнен с возможностью соединения с устройством индикации времени отсчета.
Поставленная задача достигается также тем, что в качестве демпфирующего устройства использован один или несколько уплотнительных элементов, причем в качестве уплотнительного элемента могут быть использованы пружины либо слоистая резина.
Достигаемым техническим результатом является повышение надежности предлагаемого устройства, долговечности и быстродействия.
Фиг. 1 и Фиг. 2 иллюстрируют общий вид стартовых ворот в одном из вариантов их исполнения.
Фиг. 3 схематично иллюстрирует вид сверху показанных на Фиг. 2 стартовых ворот.
Фиг. 4 показывает сечение А-А на фиг. 3.
На фиг. 5 представлена схема устройства управления.
Показанные на Фиг. 1 - Фиг. 3 стартовые ворота содержат связанную с основанием 1 платформу 2, стартовый забор 3, средство приведения в действие стартового забора 4 и блок управления 5.
Для целей настоящей полезной модели конструктивные элементы, из которых выполнены стартовые ворота, для описания основания 1 идентифицируются как несущие элементы (продольные, стоечные и поперечные), а для описания стартового забора 3 идентифицируются как профильные элементы (продольные и поперечные).
Основание 1 выполнено из обозначенных одной позицией 6 несущих элементов, взаимно соединенных с образованием пространственной (объемной) рамной конструкции.
1
2
3
2
1
4
1
1
5
6
7
5
1
При этом основание 1 содержит простирающиеся параллельно стартовой линии первый продольный несущий элемент 6 (нижний) и жестко с ним связанный второй продольный несущий элемент 6 (верхний), которые разнесены между собой на высоту связанных с ними первых стоечных несущих элементов 6. Простирающийся продольно стартовой линии второй продольный несущий элемент 6 установлен над первым продольным несущим элементом 6 Обращенный в сторону дистанции передний край основания 1 ограничен третьим продольным несущим элементом 6, простирающимся в плоскости нижней стороны основания, отнесенным от первого продольного несущего элемента 6 в направлении в сторону дистанции и жестко с ним связанным. Основание 1 имеет также простирающийся продольно первому несущему элементу 6, четвертый продольный несущий элемент 6 (нижний) и размещенный над ним пятый продольный несущий элемент 6 (верхний), которые разнесены между собой на высоту связанных с ними вторых стоечных несущих элементов 6. При этом четвертый продольный несущий элемент 6 отнесен от первого продольного несущего элемента 6, в направлении противоположном направлению в сторону дистанции.
1
4
5
6
2
4
Пространственная рамная конструкция основания 1 в сечении перпендикулярном линии старта имеет клинообразную форму с треугольными боковыми сторонами, острый угол которых направлен в сторону дистанции. Первый продольный несущий элемент 6 (нижний), третий продольный несущий элемент 6. и четвертый продольный несущий элемент 6 лежат в плоскости нижней стороны основания 1. При этом пятый продольный несущий элемент 6 (верхний), второй продольный несущий элемент 6 (верхний) и третий продольный несущий элемент 6 формируют верхнюю сторону основания 1, которая приспособлена для размещения жестко связанной с основанием 1 платформы 2.
Треугольная форма боковых сторон основания 1 обеспечивает наклон верхней стороны основания 1 по отношению к плоскости его нижней стороны (горизонту) под заданным углом ϕ в сторону дистанции (трассы), при этом угол ϕ выбирается в зависимости от специфики стартового склона, как правило, из диапазона от 5 до 45°, предпочтительно из диапазона от 15° до 21° и в конкретном примере составляет 18°.
2
1
2
Установленный продольно линии старта второй продольный несущий элемент 6 основания 1 и связанный с ним стартовый забор 3 условно делят основание 1 и (соответственно платформу 2) на две части (Фиг. 3) - первую зону 2, являющуюся зоной установки спортсмена на старте, и находящуюся со стороны дистанции вторую зону 2, по сути, являющуюся участком начальных стартовых метров движения на дистанции. Таким образом, основание имеет часть, верхняя сторона которой лежит в плоскости верхней стороны основания и приспособлена для размещения участка платформы, предназначенного для размещения спортсмена на старте.
2
2
Формирующие основание 1 несущие элементы сконфигурированы так, что во второй зоне 2 образовано открытое пространство, прилегающее ко второму продольному несущему элементу 6 (к стартовой линии) и приспособленное для размещения стартового забора 3 - проем 7 (Фиг. 1) с обращенным в сторону дистанции продольным краем, ограниченным третьим продольным несущим элементом 64. основания 1.
2
1
Второй продольный несущий элемент 6 отнесен по высоте от первого продольного несущего элемента 6 на расстояние, задаваемое в зависимости от конструктивных особенностей основания, а именно от того, насколько передний край основания 1 (т.е. третий продольный несущий элемент 64) отнесен от обращенного к нему края проема 7.
Связанный с основанием 1 с возможностью вращения стартовый забор 3 представляет собой пространственную конструкцию, объем которой ограничен прямолинейной первой стенкой 8, выполняющим функцию защитного кожуха фасонным телом, который образован изогнутой стенкой 9 и двумя разнесенными по измеренной продольно линии старта длине L (Фиг. 3) стартового забора 3 боковыми торцевыми стенками 10 (обозначены одной позицией), а также сконфигурированной из профильных элементов четвертой стенкой.
1
2
3
3
1
2
Первая стенка 8 образована разнесенными между собой и простирающимися параллельно линии старта первым продольным профильным элементом 8 и вторым продольным профильным элементом 8, жестко связанными между собой простирающимися перпендикулярно им поперечными профильными элементами 8 (обозначены одной позицией). Поперечные профильные элементы 8 разнесены между собой на длину L стартового забора 3, а первый продольный профильный элемент 8 и второй продольный профильный элемент 8 разнесены между собой на измеренную поперечно длине L высоту H стартового забора 3.
1
1
Четвертая стенка выполнена в виде монтажной рамы, образованной первым продольным профильным элементом 8 и отнесенным от него третьим продольным профильным элементом 11, который жестко связан с первым продольным профильным элементом 8 посредством перпендикулярных им поперечных профильных элементов 12 (на Фиг. 1 под позициями 9 и 10 не видны). Таким образом, четвертая стенка перпендикулярна первой стенке 8.
1
1
2
Кроме того, первый продольный профильный элемент 8 в его срединной части связан с третьим продольным профильным элементом 11 двумя перпендикулярными им и разнесенными между собой дополнительными поперечными профильными элементами 13, соответственно 13 и 13, между которыми простирается связанный с ними дополнительный продольный профильный элемент 14.
2
Изогнутая стенка 9 простирается по всей длине L стартового забора 3 между вторым продольным профильным элементом 8 и третьим продольным профильным элементом 11, с которыми она жестко связана.
Длина L стартового забора 3 выбирается в зависимости от количества находящихся на стартовой линии спортсменов и может быть выбрана из диапазона от 1 м до 10 м. Как правило, ширина одного стартового места, измеренная в направлении по длине ворот составляет 0,5 м.
Высота стартового забора 3 выбирается необходимой для обеспечения требуемой относительно платформы высоты преграды, препятствующей спортсмену выйти на дистанцию (трассу) и может быть выбрана из диапазона от 40 см до 60 см и составляет предпочтительно в пределах допуска изготовления 56 см.
1
2
Стартовый забор 3 своим первым продольным профильным элементом 8 связан со вторым продольным несущим элементом 6 основания 1 с возможностью его вращения посредством шарнирных соединений 15 для обеспечения поворота стартового забора 3 из первого положения (Фиг. 1), при котором он формирует преграду, препятствующую находящемуся в стартовой позиции спортсмену (не показан) выйти на дистанцию, во второе положение (Фиг. 2), в котором спортсмену разрешается выход на дистанцию.
1
2
3
1
1
2
2
Как показано на Фиг. 4 шарнирное соединение 15 выполнено из первого шарнирного элемента 15 и второго шарнирного элемента 15, связанных между собой с возможностью вращения посредством оси 15. При этом первый шарнирный элемент 15 жестко связан с первым продольным профильным элементом 8 первой стенки 8, а второй шарнирный элемент 15 жестко связан со вторым продольным несущим элементом 6 основания 1.
В первом положении стартового забора 3 (Фиг. 1) первая стенка 8 находится в вертикальном положении по отношению к плоскости платформы 2 и находящийся в стартовой позиции велосипед спортсмена (не показан) передним колесом упирается в обращенную к нему поверхность первой стенки 8 (наружная сторона) стартового забора 3, который определяет равную отправную точку для всех находящихся на старте спортсменов и предотвращают преждевременный старт. Иначе говоря - в первом положении стартового забора 3 стартовые ворота закрыты, а во втором положении стартового забора 3 стартовые ворота открыты.
В первом положении стартового забора 3 прямолинейная стенка 8 расположена под прямым углом к верхней стороне основания 1, а угол поворота стартового забора 3 составляет 90°.
Измеренная продольно линии старта длина проема 7 согласована с измеренной продольно линии старта длиной прямолинейной первой стенки 8 стартового забора 3, а измеренная поперечно линии старта ширина проема 7 согласована с высотой преграды (т.е. шириной H стенки 8) так, что края стенок стартового забора 3 находящегося в его втором положении располагаются с прилеганием к краям проема 7 или отстоят от краев проема 7 на незначительное расстояние (расстояние меньшее, чем необходимо для ввода пальца).
В первом положении стартового забора 3 его изогнутая вторая стенка 9 простирается от плоскости, в которой лежит первая стенка стартового забора 8 до края проема 7, обращенного в сторону переднего края основания 1 (плоскости, в которой лежит платформа 2).
Таким образом, когда стартовый забор 3 находится в его в первом положении, проем 7 оказывается полностью перекрытым для доступа, что защищает стартовые ворота от попадания в них посторонних предметов. Это, во-первых, исключает сбой стартового процесса из-за преднамеренного вбрасывания каких-либо предметов, например зрителями, а во вторых, повышает безопасность их использования по сравнению с прототипом за счет предотвращения опасности травматизма участников процесса, например попадания руки или ноги при закрытии стартовых ворот в случае отсутствия их автоматического закрытия, а также падения через стенку потерявшего равновесие спортсмена (гонщика).
Находясь во втором положении стартового забора 3 (Фиг. 2) сверху первая стенка 8 расположена в проеме 7 так, что ее внешняя поверхность находится заподлицо с внешней поверхностью платформы 2 практически без зазоров.
Обращенная наружу поверхность прямолинейной стенки первой стенки 8 стартового забора 3 имеет линейный и ровный профиль, т.е. внешняя поверхность выполнена плоской и может быть выполнена из материала платформы 2 (например, как показано на Фиг. 1 в виде решетки).
Такая поверхность позволяет транспортному средству (велосипеду) пересекать стартовый забор 3 гладко и легко при начале гонки.
2
1
2
Упорные элементы 16 (Фиг. 1), размещенные на втором продольном несущем элементе 6 основания 1 во-первых, контактируя во втором положении стартового забора 3 с поперечными профильными элементами 13 и 13., предотвращают стартовый забор 3 при его установке во второе положение от поворота, слишком глубокого в проеме 7, а во вторых снижают производимый шумовой эффект посредством того, что поверхность упорных элементов 16 имеет амортизирующую накладку, например, из слоистой резины. В качестве упорных элементов 16 могут быть использованы более сложные амортизирующие устройства, например пружины, демпферы. Для устранения жесткого удара и последующего отскока стартового забора в открытом горизонтальном положении дополнительно на продольном профильном элементе 13 размещено демпфирующее устройство 17, выполненное либо из слоистой резины, либо как пружина.
В конструкции стартового забора применена кинематическая схема привода перемещения стартового забора (не показана) на базе средства приведения в действие стартового забора 4 и его частей.
Блок управления 5 содержит датчики закрытого и открытого положения забора 18, 19 подключенные к устройству измерения и формирования времени отсчета 20, источник бесперебойного сигнала 21, программируемый контроллер 22, формирователь сигналов управления 23, устройство оповещения световыми сигналами 24, устройство оповещения звуковыми сигналами 25, устройство управления кинематической схемой пневматического цилиндра 26, устройство индикации времени отсчета 27.
Устройство работает следующим образом.
Блок управления 5 подает управляющий сигнал на начало цикла на кинематическую схему привода, связанную с рычагом, позволяющим сместить шарнир крепления приводного цилиндра на 45 градусов относительно плоскости стартового забора, тем самым обеспечивается равенство линейных скоростей перемещения верхней точки стартового забора в начальной (закрытое положение) и конечной (открытое положение) точках его перемещения.
Программируемый контроллер 22 через формирователь сигналов 21 осуществляет управление устройством формирования и измерения времени отсчета 20, а через него устройством индикации времени отсчета 25, датчиками закрытого 18 и открытого 19 положения забора, кинематической схемой привода, а также оповещением световыми и звуковыми сигналами.
До подачи управляющего сигнала от блока управления 5 на приведение стартового забора 3 в его второе положение (открытое) рычаг кинематической схемы привода находится в своем первом состоянии, которое фиксируется датчиком 19 открытого положения забора. После подачи управляющего сигнала от блока управления 5 на приведение стартового забора 3 в его первое положение (закрытое) рычаг кинематической схемы привода начинает переходить в свое второе состояние, т.е. перемещаться в противоположном направлении.
При проведении спортивных соревнований и тренировок обычно стартовый процесс сопровождается привлекающими внимание стартовыми сигналами, воспроизводимыми, например, средством сигнализации.
Привлекающие внимание стартовые сигналы обычно включают подготовительные и стартовые звуковые команды, которые могут дублироваться визуальными ориентирами.
Устройства звукового оповещения 24 и устройства световой индикации 25 для целей настоящей полезной модели идентифицируются как средство сигнализации, приспособленное для создания привлекающих внимание сигналов.
Источники информации:
1. Заявка на патент США №2005/0069383 А1 (опубл. 31.03.2005).
2. Заявка JP 2006069254 (А (опубл. 16.03.2006).
3. Заявка JP 2006096063 А (опубл. 14.04.2006).
4. Патент США №7665929 (опубл. 23.02.2010).
5. Патент 112065, A63K 3/02, опубликованный 10.01.2012.