ЛЫЖНАЯ ПАЛКА

Предлагаемая лыжная палка предназначена для использования при скоростном беге на лыжероллерах по гладкому и твердому покрытию, а также по грунту.
Известны различные конструкции лыжных палок, обеспечивающих подключение силы рук к передвижению на местности. В частности: пешком, на лыжах или лыжероллерах. В первую очередь следует указать на лыжную палку, широко используемую в 50-ых годах прошлого века, с опорным кольцом, посредством кожаных ремешков, прикрепленных к бамбуковой палке. Такое соединение следует рассматривать как трехстепенный шарнир. Особым качеством отличались тогда палки скандинавской компании «Ярвиннен». Известны также конструкции по патентам: SU №963953, опубл. 23.06.1982 г., SU №1621986, опубл. 23.01.1991 г., SU №1169681, опубл. 30.07.1985 г.
В качестве прототипа примем лыжную палку по патенту SU №963953, предназначенную для ходьбы пешком по сыпучему и мягкому грунту. Указанная лыжная палка имеет одностепенный шарнир, соединяющий шток и опорный элемент, а также смещенный относительно шарнира центр тяжести опорного элемента.
Однако, такая конструкция неудобна в пользовании т.к. для полного прилегания опорного элемента к подстилающей поверхности лыжник должен внимательно следить за тем, как ставить палку в изменяющемся рельефе. Кроме того, в процессе ходьбы или бега на лыжах, лыжная палка, на интервале контакта с подстилающей поверхностью, совершает сложную траекторию, при которой все три проекции ее вектора угловой скорости не равны нулю. Отсюда следует, что добиться полного прилегания опорного элемента к подстилающей поверхности не удастся и как следствие лыжная палка на гладкой, например асфальтовой, поверхности будет проскальзывать.
Целью предполагаемого изобретения является обеспечение полного прилегания нижней плоскости опорного элемента к любой подстилающей поверхности, при любом необходимом для лыжника угловом положении лыжной палки на интервале действия опорной нагрузки, а также исключение ее проскальзывания на максимально возможной части ее рабочего хода.
Поставленная цель достигается тем, что в лыжной палке, предназначенной для использования при скоростном беге на лыжероллерах по гладкому и твердому покрытию, а также по грунту, содержащей шток и опорный элемент, нижний конец штока и опорный элемент соединены посредством трехстепенного шарнира, а также упругими элементами, обеспечивающими перпендикулярность штока и нижней плоскости опорного элемента, а также параллельность продольной оси опорного элемента плоскости движения лыжника, во время отсутствия опорной нагрузки, при этом трехстепенный шарнир представляет собой трехстепенный карданов подвес, а сама опорная часть представляет собой упругое, например резиновое, тело подобное сантехническому вантусу, при этом весь механизм соединения укрыт конусообразным защитным чехлом. Лыжная палка может отличаться еще и тем, что трехстепенный шарнир представляет собой шаровой шарнир, основание которого наклонено в сторону направления движения лыжника приблизительно на 30 градусов. Лыжная палка может отличаться еще и тем, что при скоростном беге по гладкому и твердому покрытию к нижней плоскости опорного элемента вместо вантуса прикрепляется плоская упругая накладка, обеспечивающая максимальный коэффициент трения с подстилающей поверхностью, а при скоростном беге по грунту в нижнюю плоскость опорного элемента ввинчиваются четыре, симметрично расположенных относительно продольной оси опорного элемента, заостренных металлических штыря.
На чертеже схематично представлены два возможных варианта конструктивного выполнения лыжной палки, а точнее узла соединения ее штока с опорным элементом.
На Фиг.1: Схематично показано, как шток 8 лыжной палки посредством трехстепенного карданова подвеса соединен с основанием опорного элемента - 14, опорная часть - 1, которого представляет собой упругое, например резиновое, тело подобное сантехническому вантусу. На этом рисунке условно показаны четыре упругих элемента 2, 11 (еще два не видны), соединяющие шток 8 с отогнутыми частями основания опорного элемента 14, оси этих упругих элементов (витых пружин или резиновых жгутов) образуют четырехгранную пирамиду, а сами пружины (или жгуты) обеспечивают перпендикулярность нижней плоскости опорного элемента штоку 8, а также параллельность продольной оси х-х опорного элемента плоскости движения лыжника, во время отсутствия опорной нагрузки. Далее на этом рисунке 4 - передний и 10 - задний подшипники, в которых вращается крестовина 9 карданова подвеса, ось крестовины 9 совпадает с продольной осью х-х опорного элемента. Далее на этом рисунке 6 - вилка карданова подвеса, которая посредством подшипников 12 крепится к перпендикулярной части крестовины 9 и имеет возможность вращения в продольной плоскости, совпадающей с плоскостью движения лыжника, 5 - наклоненное положение штока лыжной палки. Далее на этом рисунке 7 - два радиально упорных подшипника, обеспечивающих вращение штока 8 относительно вилки 6, т.е. вокруг вертикальной оси опорного элемента. Далее на этом рисунке 15 - передний и 13 - задний кронштейны, соединяющие соответствующие подшипники 4 и 10 с пластиной 14 - являющейся основанием опорного элемента. Увеличивая высоту заднего 13 и уменьшая высоту переднего 15 кронштейнов, можно создать наклон крестовины 9 в сторону направления движения лыжника, обеспечив тем самым большую угловую свободу для рабочего хода штока 8.
На Фиг.2: Показан упрощенный вариант узла соединения штока 8 лыжной палки с ее опорным элементом 1. На этом рисунке: 1 - основание опорного элемента, 2 - четыре упругих элемента, выполняющих те же функции, что и в варианте, изображенном на Фиг.1, х-х - продольная ось опорного элемента, 4 - основание шарового шарнира, 5 - прижимающая часть шарового шарнира, 6 - наклоненное положение штока лыжной палки, 7 - подвижная часть шарового шарнира, 9 - упругая накладка, обеспечивающая максимальный коэффициент трения с подстилающей поверхностью.
Предлагаемая конструкция лыжной палки, предназначенная для использования при скоростном беге на лыжероллерах по гладкому и твердому покрытию, работает следующим образом. В начальной фазе рабочего хода палки, лыжник ставит ее практически вертикально по отношению к подстилающей поверхности. При этом опорный элемент к этому моменту за счет действия пружин или резиновых жгутов и благодаря наличию карданова подвеса автоматически выставляется перпендикулярно штоку и параллельно направлению движения лыжника. При возникновении опорной нагрузки, из опорной части, представляющей собой упругое, например резиновое, тело подобное сантехническому вантусу, выдавливается часть воздуха. За счет атмосферного давления возникает эффект прилипания, который длится пока существует вертикальная проекция опорной нагрузки. При этом шток лыжной палки, совершая рабочий ход, благодаря наличию карданова подвеса, плавно огибает опорный элемент, не отрывая его от подстилающей поверхности. По мере наклонения лыжной палки, вертикальная проекция опорной силы уменьшается и опорная часть отлипает. Далее в процессе подготовительного хода лыжной палки за счет действия пружин или резиновых жгутов и благодаря наличию карданова подвеса опорный элемент автоматически выставляется перпендикулярно штоку и параллельно направлению движения лыжника.
При движении лыжника по грунтовой поверхности кинематическая картина примерно та же, только вместо «вантуса» в нижнюю плоскость опорного элемента ввинчиваются четыре, симметрично расположенных относительно продольной оси опорного элемента, заостренных металлических штыря. При этом за счет действия пружин или резиновых жгутов и благодаря наличию карданова подвеса, опорный элемент сам отслеживает меняющийся мелкий рельеф и создает надежное сцепление лыжной палки с подстилающей поверхностью.
Технический результат применения предлагаемых конструктивных решений заключается в появлении надежной возможности полноценного подключения силы рук на всей траектории их движения при скоростном беге на роликовых коньках по гладкому и твердому покрытию, а также лыжероллерах, в том числе и по грунтовой поверхности. Что позволит снизить нагрузку на ноги и при меньших общих усилиях увеличить скорость движения.