КАЧЕЛИ

Полезная модель относится к области изделий для отдыха, игр и развлечений. Изделие может быть также использовано при производстве продукции для психофизиологической релаксации организма - для снятия физической усталости, устранения бессонницы, лечения заболеваний, вызванных стрессовыми ситуациями, и др. На основе предложенного решения возможно создание продукции для детей - детская колыбель, тренажер для развития координации движений и др. Уровень техники.
Известны качели (RU 28629), состоящие из неподвижного каркаса и качающейся платформы, которые устанавливаются на закрепленных в верхней части каркаса подвесках. Радиус качательного движения платформы зависит от длины подвесок и высоты их закрепления на каркасе. Однако свободно подвешенные на подвесках платформа или сидение не обладают возможностью регулирования радиуса качательного движения.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению являются качели (RU 2015703), состоящие из каркаса, платформы, установленной на закрепленных в верхней части каркаса подвесках. Качели снабжены приводом, системой торможения и системой управления, которые обеспечивают регулирование частоты и амплитуды качательного движения в заданных пределах. К недостаткам этих качелей относятся фиксированная величина радиуса качательного движения платформы и невозможность ее регулирования как установочно (до начала использования качелей), так и во время их работы по мере необходимости. Кроме того, значительное увеличение фиксированного конструктивного радиуса качательного движения требует увеличения высоты качелей и, следовательно, затрат на их строительство, а размещение таких качелей в закрытом помещении является затруднительным.
Раскрытие полезной модели.
Целью заявляемой полезной модели является расширение области применения и повышение функциональных возможностей.
Технический результат достигается тем, что качели включают платформу, подвески, нижние узлы крепления подвесок, закрепленные на платформе, и верхние узлы крепления подвесок, при этом оси подвесок в неподвижном состоянии качелей совпадают с боковыми ребрами пирамидообразного многогранника, а верхние и нижние узлы крепления подвесок расположены в углах соответствующих его горизонтальных граней. Верхние узлы подвесок могу быть закреплены на потолочном перекрытии или на направляющих, прикрепленных к потолочному перекрытию, а сами направляющие могут быть, выполнены в виде рамы. Как вариант рама может быть установлена на стойках, при этом верхние узлы крепления подвесок закрепляются на раме. Верхняя рама может быть снабжена продольными и/или попречными перекладинами, а верхние узлы крепления подвесок могут быть закреплены на перекладинах. Перекладины могут быть закреплены непосредственно на потолочном перекрытии. Перекладины устанавливаются с возможностью их перемещения вдоль рамы, при этом верхние узлы крепления подвесок установлены с возможностью перемещения вдоль перекладин. На верхней раме может быть установлен привод перемещения перекладин вдоль рамы и привод перемещения верхних узлов крепления вдоль перекладин, которые снабжены автоматизированной системой управления, связанной с датчиками положения платформы и перекладин. При этом появляется возможность регулирования и фиксации положения верхних узлов подвесок. Регулирование параметров конструкции в последнем случае осуществляется установочно, циклически по фиксированной программе и/или по биометрическим параметрам человека. Качели также могут быть снабжены цветовым, звуковым или мультимедийным устройством, связанным с параметрами движения платформы.
Сущность технического решения поясняется чертежами.
На фиг.1а и 1б показан схематично общий вид и принцип действия одного из возможных вариантов качелей, на фиг.2 - вид сверху.
Качели состоят из платформы 1, установленной шарнирно на подвесках 2, выполненных в виде стержней или гибких нитей (канат, веревка), при этом оси подвесок 2 совпадают с боковыми ребрами пирамидообразного многогранника, геометрическая вершина «а» которого в рассматриваемом варианте расположена выше верхних узлов крепления 9 подвесок 2 (фиг.1а) или ниже платформы 1 (фиг.1б). Подвески 2 закреплены на перекладинах 3 рамы 4, на регулируемом расстоянии друг от друга. Рама 4 установлена на стойках 5. Перекладины 3 установлены поперек рамы 4 на катках 6, обладающих возможностью перемещения вдоль рамы 4 по направляющим дорожкам 7. Перекладины 3 снабжены приводами 8 вращательного движения, передающими крутящий момент на катки 6, закрепленные на перекладинах 3. Подвески 2 установлены на перекладинах 3 шарнирно с помощью верхних узлов крепления 9 подвесок 2 с возможностью перемещения этих узлов вдоль перекладин 3 и фиксации их в требуемом положении. Имеется возможность установки на платформе 1 различных принадлежностей для размещения на них одного или нескольких человек. Качели снабжены датчиками положения подвижных частей и блоком управления (на схемах не показаны), имеющего возможность регулирования положения перекладин 3 на раме 4 в подвижном и неподвижном состоянии установочно (перед началом работы качелей), циклически по фиксированной программе или по биометрическим параметрам человека во время работы качелей. Управление работой качелей может осуществляться с помощью дистанционного пульта.
Качели работают следующим образом.
Перед началом работы, в зависимости от области применения, на платформе устанавливаются различные принадлежности для размещения одного или нескольких человек - поручни, сидения, кушетка, матрац и др. Производится также начальная установка параметров - расстояния между перекладинами и расстояния между узлами крепления подвесок на перекладинах. Кроме того, в систему управления вводится требуемая программа работы качелей, обеспечивающая циклическое по фиксированной программе или по биометрическим показателям пользователя изменение параметров движения платформы посредством изменения расстояния между перекладинами и их совместного положения относительно каркаса - амплитуды, частоты и кривизны траектории качательного движения платформы.
После выполнения подготовительных процедур и размещения человека (нескольких человек) на платформе она приводится в движение либо вручную, либо от привода, сопряженного с блоком управления.
В ручном режиме пользователь, перемещаясь на платформе, изменяет положение центра масс системы, что приводит к смещению положения платформы относительно ее начального положения. Периодическое изменение положения тела пользователя, вызывающее смещение центра масс системы в противоположных направлениях, приводит к возникновению качательного (колебательного) движения платформы.
В автоматизированном режиме качательное движение платформы осуществляется по сигналу системы управления с учетом показаний датчиков положения платформы путем одновременного и однонаправленного включения приводов перемещения перекладин вначале в одном, а затем в другом направлении вдоль направляющих дорожек верхней рамы, что также приводит к смещению центра масс системы и к возникновению неустойчивости платформы. В установившемся режиме обе перекладины периодически совершают совместное, одновременное и однонаправленное движение в противоположных направлениях. При этом частота и амплитуда качания платформы определяются величиной смещения перекладин относительно начального положения, а также скоростью совместного, синхронного и однонаправленного движения перекладин в противоположных направлениях вдоль рамы.
Регулирование кривизны траектории (радиуса) качательного движения платформы с находящимся на ней человеком (нескольких человек) перед началом работы или во время движения платформы производится путем изменения расстояния между перекладинами. Для этого под действием приводов перекладин они сближаются или раздвигаются друг относительно друга. При этом геометрическая вершина пирамидообразного многогранника, ребра которого совпадают с осями подвесок, изменяет свое положение вдоль вертикальной оси многогранника.
Во время движения платформы расстояние между перекладинами может уменьшаться или увеличиваться при одновременном сохранении или изменении скорости и величины совместного движения перекладин, что приводит к уменьшению или увеличению радиуса траектории, а также переходу от вогнутой формы траектории к выпуклой. Это, в свою очередь, ведет к изменению инерционно-гравитационного воздействия на организм и способствует созданию требуемого эффекта, т.е. к изменению эмоционально-психического и физиологического состояния человека - возбуждению или расслаблению в зависимости от всех параметров влияния - частоты, амплитуды, кривизны траектории и их колебаний во времени. Усиление эффекта расслабления или возбуждения достигается также за счет согласованного с характером движения платформы действия звуковых, цветовых или мультимедийных устройств, функционирующих по управляющей программе. В зависимости от требуемого результата действие этих устройств, а также действие приводов перекладин осуществляется циклически (периодически) по фиксированным программам или по программам, учитывающим биометрические параметры организма человека. Изменение параметров движения платформы может также осуществляться по желанию пользователя с помощью дистанционного пульта управления.
Эмоционально-психический и физиологический эффект возникает независимо от того, где установлены качели - на открытом месте (вне помещения) или в закрытом помещении. Благодаря возможности однонаправленного и/или разнонаправленного перемещения перекладин, на которых закреплены узлы крепления подвесок, при неизменной величине исходного (начального) расстояния между рамой и платформой, обеспечивается изменение не только частоты и амплитуды, но и изменение радиуса траектории движения платформы, а также формы траектории - от вогнутой к выпуклой и наоборот. При этом радиус траектории может значительно превышать высоту помещения, а на открытом месте (в парке, саду и т.п.) широкий диапазон регулирования параметров качелей достигается в полной мере без изменения их высоты, что не требует увеличения материально-финансовых затрат на постройку «высоких» качелей. Устройства на основе предложенного технического решения могут быть использованы для развития вестибулярного аппарата детей и их адаптационных способностей к резко изменяющимся инерционно-гравитационным нагрузкам, которые присущи современным техническим средствам, например, транспортным - самолет, скоростной поезд, катер, автомобиль, квадроцикл и др.