СПОРТИВНЫЙ СИЛОВОЙ ТРЕНАЖЕР

Полезная модель относится к спортивным силовым тренажерам, предназначенным для тренировки мышц человеческого тела упражнениями по преодолению противодействующего усилия, и может быть применена для развития и укрепления, в частности, грудных мышц, плечевых мышц, мышц спины и др.
Известен стационарный спортивный тренажер (патент на полезную модель № 85093 RU, МПК A63B 21/00, A63B 23/00, опубл. 27.07.2009 г.) включающий неподвижную раму, образованную вертикальными стойками, связанными между собой в нижней и верхней частях основаниями, узел, оказывающий сопротивление при выполнении упражнений и отвечающий за получение нагрузки, рабочее место для человека и рукоятку. Узел, оказывающий сопротивление и отвечающий за получение нагрузки, выполнен в виде рычага с размещенными на нем подвижным фиксатором и рядом отверстий для фиксированного регулирования нагрузки путем изменения длины плеча, а также шарнирными креплениями на концах. К нижней части рычага одним концом неподвижно прикреплен трос, пропущенный через ролик подвижного фиксатора, через шкив, закрепленный на кронштейне к верхнему основанию рамы, а к другому его концу подсоединено средство отягощения, при этом рычаг шарнирно соединен одним концом с нижним основанием рамы, а другим - либо непосредственно с рукояткой, либо с тросом, держащим рукоятку.
Недостатком известного тренажера является недостаточно большой диапазон величин задаваемой силовой нагрузки, ограничивающий универсальность использования тренажера для различных возрастных категорий тренирующихся, обладающих  разной степенью физической подготовки.
Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование тренажера, выполненного по патенту № 85093 RU, с целью расширение диапазона величин задаваемой при тренировке силовой нагрузки.
Технический результат – увеличение максимальной силовой нагрузки, получаемой человеком на тренажере при выполнении упражнений, за счет возможности приложения  тяговых усилий к средству отягощения одновременно с двух противоположных сторон.
Для простоты изложения далее по тексту узел, оказывающий сопротивление при выполнении упражнений и отвечающий за получение нагрузки, будет называться исполнительным механизмом.
Термин «шкив, закрепленный на кронштейне» заменен на «неподвижный блок», что корректно отражает выполняемую функцию, а именно, стабилизация натяжения троса и изменение направления его движения.
Технический результат достигается тем, что в спортивном силовом тренажере, содержащем неподвижную раму, образованную вертикальными стойками, связанными между собой в нижней и верхней частях основаниями, исполнительный механизм, снабженный средством для приведения его в действие, и рабочее место для человека, при этом исполнительный механизм представляет собой средство отягощения, соединенное тросом с рычагом, который установлен на нижнем основании рамы посредством шарнирного соединения, причем на рычаге вдоль его длины выполнен ряд отверстий для фиксации смонтированного на рычаге подвижного фиксатора, содержащего свободно вращающийся ролик, наряду с этим трос неподвижно закреплен одним концом на рычаге вблизи его шарнирного соединения с рамой, а другим концом на средстве отягощения, к тому же трос проходит последовательно через ролик подвижного фиксатора и неподвижный блок, установленный на верхнем основании рамы, вместе с тем средство для приведения в действие исполнительного механизма соединено с рычагом, согласно полезной модели средство отягощения выполнено с возможностью получения им тяговых усилий одновременно в двух противоположных направлениях, при этом конец троса закреплен на средстве отягощения в нижнем краевом месте, в то же время трос неподвижно закреплен на средстве отягощения в верхнем краевом месте и проходит до крепления его конца через дополнительный неподвижный блок, установленный на нижнем основании рамы.
Кроме этого, средство отягощения исполнительного механизма может быть выполнено:
- в виде пружины или блока параллельно установленных пружин;
- в виде  комплекта эластичных жгутов;
- в виде   гидравлического, электрического или электромагнитного приводов двустороннего действия, либо пары приводов, обеспечивающих возможность одновременного получения тяговых усилий в двух противоположных направлениях.
Средство для приведения в действие исполнительного механизма может быть выполнено:
- в виде рукоятки, центр которой соединен с тросом, закрепленным на верхнем конце рычага исполнительного механизма, при этом трос проходит через неподвижные блоки, один из которых установлен на вертикальной стойке, а другой на верхнем основании рамы, выступающем за  вертикальную стойку;
- в виде двух рукояток, каждая из которых одним концом установлена посредством шарнирного соединения на верхнем конце рычага исполнительного механизма;
- в виде двух рукояток, каждая из которых установлена посредством шарнирного соединения на нижнем основании рамы, выступающим за вертикальную стойку, и соединена тягой с рычагом исполнительного механизма, причем соединение тяги с рычагом и рукояткой выполнено шарнирным.
Сущность полезной модели поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - спортивный силовой тренажер в статическом состоянии в частном случае исполнения для тренировки мышц спины, а именно, средство для приведения в действие исполнительного механизма выполнено в виде рукоятки, центр которой соединен с тросом, закрепленным на верхнем конце рычага исполнительного механизма, при этом трос проходит через неподвижные блоки, один из которых установлен на вертикальной стойке, а другой на верхнем основании рамы, выступающем за  вертикальную стойку;
фиг. 2 – спортивный силовой тренажер фиг. 1 в динамическом состоянии;
фиг. 3 - спортивный силовой тренажер в статическом состоянии в частном случае исполнения для тренировки грудных и плечевых мышц, а именно, средство для приведения в действие исполнительного механизма выполнено в виде двух рукояток, каждая из которых одним концом установлена посредством шарнирного соединения на верхнем конце рычага исполнительного механизма;
фиг. 4 – спортивный силовой тренажер фиг. 3 в динамическом состоянии;
фиг. 5 - спортивный силовой тренажер в статическом состоянии в частном случае исполнения для тренировки грудных и плечевых мышц, а именно, средство для приведения в действие исполнительного механизма выполнено в виде двух рукояток, каждая из которых установлена посредством шарнирного соединения на нижнем основании рамы, выступающим за вертикальную стойку, и соединена тягой с рычагом исполнительного механизма, причем соединение тяги с рычагом и рукояткой выполнено шарнирным;
фиг. 6 - спортивный силовой тренажер фиг. 5 в динамическом состоянии.
Спортивный силовой тренажер (далее – тренажер) включает выполненную, например,  из стали неподвижную раму 1, образованную вертикальными стойками 2, связанными между собой  нижним основанием 3 и верхним основанием 4, рабочее место для человека 5, исполнительный механизм и средство для приведения в действие исполнительного механизма.
Исполнительный механизм, оказывающий сопротивление при выполнении упражнений и отвечающий за получение нагрузки, содержит средство отягощения 6 и рычаг 7, которые соединены между собой тросом 8.
Рычаг 7 установлен на нижнем основании 3 рамы 1 с помощью шарнирного соединения 9, которое обеспечивает изменение угла наклона рычага 7 при выполнении упражнений.
На рычаге 7 смонтирован подвижный фиксатор 10, предназначенный для регулирования величины силовой нагрузки путем изменения длины плеча рычага. Для установки подвижного фиксатора в конкретном месте вдоль длины рычага 7 выполнен ряд отверстий 11. На подвижном фиксаторе 10 размещен свободно вращающийся ролик 13 для легкого прохождения троса 8 при выполнении упражнений.
Трос 8 одним своим концом неподвижно зафиксирован крепежным соединением 12 на рычаге 7 вблизи шарнирного соединения 9.
С целью  увеличения максимальной силовой нагрузки, получаемой при выполнении упражнений, трос 8 неподвижно присоединен к средству отягощения 6 с двух его противоположных концов, при этом средство отягощения  выполнено с возможностью получения им тяговых усилий одновременно в двух противоположных направлениях. В качестве такого средства  отягощения 6 может быть использовано упругое тело, такое как, например,  пружина (блок параллельно установленных пружин) или комплект эластичных жгутов из резины или другого материала со свойствами эластичности. Также средство отягощения 6 может быть выполнено в виде гидравлического, электрического или электромагнитного приводов двустороннего действия, либо пары приводов, обеспечивающих возможность одновременного получения тяговых усилий в двух противоположных направлениях, либо в любом другом варианте отягощения, работающего одновременно в двух противоположных направлениях.
Для возможности получения средством отягощения 6 тяговых усилий одновременно в двух противоположных направлениях трос 8 проходит через два неподвижных блока, один из которых установлен на нижнем основании 3, а другой на верхнем основании 4.
Таким образом,  соединение средства отягощения 6 и рычага 7 тросом 8 выглядит следующим образом.
Трос 8 проходит вдоль рычага 7 через ролик 13 подвижного фиксатора 10,  через неподвижный блок 14, установленный на  верхнем  основании 4, после чего трос неподвижно закреплен в краевом месте 15, расположенном на верхнем конце средства отягощения 6. Далее трос 8 проходит вдоль средства отягощения 6 и через дополнительный неподвижный блок 16, установленный на нижнем основании 3, после чего конец троса неподвижно закреплен в краевом месте 17, расположенном на нижнем конце средства отягощения 6.
Предлагаемая конструкция исполнительного механизма обеспечивает значительное увеличение максимальной силовой нагрузки, получаемой человеком на тренажере, т.к. при выполнении упражнений движение рычага 7 вызывает тяговое усилие, прикладываемое к средству отягощения 6,  не в одном, а в двух направлениях, направленных в противоположные стороны. Это позволяет получить желаемую нагрузку при тренировке при значительно меньшей длине плеча рычага 7, чем при одностороннем тяговом усилии, и, соответственно, при использовании максимальной длины плеча рычага 7 величина возможной нагрузки значительно возрастает.
При одинаковых размерах и комплектации тренажера-прототипа и предлагаемого тренажера величина силовой нагрузки, получаемой человеком, при одинаковых длинах плеча рычага 7 может быть увеличена до двух раз.
Исполнительный механизм снабжен средством для приведения его в действие, которое присоединено к рычагу 7. Основным элементом средства для приведения в действие исполнительного механизма является рукоятка 18. Поскольку  тренажер можно использовать для тренировки различных групп мышц, то вид соединения рукоятки 18 с рычагом 7 определяется направлением движения рук человека при выполнении упражнений, а также удобством пользования.
Для тренировки мышц спины (тренажер фиг. 1 - 2), при которой человек выполняет движения рук вверх – вниз, центр рукоятки 18 соединен с тросом 19,  закрепленным на верхнем конце рычага 7 исполнительного механизма. При этом верхнее основание 4 рамы 1 выступает за вертикальную стойку 2, а трос 19 проходит через неподвижные блоки 20, один из которых установлен на вертикальной стойке 2, а другой на выступающей части верхнего основания 4.
Для тренировки грудных и плечевых мышц (тренажеры фиг. 3 - 4 и 5 - 6), при которой человек выполняет движения рук вперед – назад,  устанавливают две рукоятки 18 (одна для левой руки, другая  для правой руки). При этом соединение рукояток 18 с рычагом 7 исполнительного механизма может быть различным.
На фиг. 3 - 4 каждая рукоятка 18 установлена одним концом посредством шарнирного соединения 21 на верхнем конце рычага 7 исполнительного механизма.
На фиг. 5 - 6 каждая из рукояток 18 установлена  посредством шарнирного соединения 22 на нижнем основании 3 рамы 1, выступающим за вертикальную стойку 2. При этом каждая рукоятка 18 соединена тягой 23 с рычагом 7 исполнительного механизма. Крепление тяги 23 к рычагу 7 и рукоятке 18 выполнено в виде шарнирного соединения 24.
Описанные средства для приведения в действие исполнительного механизма не являются единственно возможными и могут видоизменяться  для удобства и эффективности пользования тренажером при выполнении различных упражнений.
Предлагаемая полезная модель (фиг. 1 - 6) работает следующим образом.
Перед началом тренировки устанавливают необходимую для получения желаемой нагрузки длину плеча рычага 7 исполнительного механизма. Для этого подвижный фиксатор 10 перемещают для фиксации в одно из отверстий 11 на рычаге 7, которое соответствует желаемой нагрузке.
Нагрузка, получаемая человеком, будет тем больше, чем больше длина плеча рычага 7. Таким образом, максимальной нагрузке будет соответствовать положение подвижного фиксатора 10 в крайнем верхнем отверстии 11. Чем ниже будет положение подвижного фиксатора 10, тем меньше будет длина плеча рычага 7, что снижает силовую нагрузку на мышцы человека.
Человек, сидящий на рабочем месте 5, при выполнении упражнения совершает движение рукояткой 18. Для тренировки мышц спины (тренажер фиг. 1 - 2) это движение вниз, для тренировки грудных и плечевых мышц (тренажеры фиг. 3 - 4 и 5 – 6) это движение  вперед. Рукоятка 18 тянет рычаг 7, который отклоняется от своего начального положения благодаря его шарнирному соединению 9 с нижним основанием 4 рамы 1.
Изменяя угол наклона, рычаг 7 тянет трос 8 с помощью установленного на подвижном фиксаторе 10 свободно вращающегося ролика 13. При этом трос 8 совершает поступательное движение через неподвижный блок 14, установленный на верхнем основании 4 и дополнительный неподвижный блок 16, установленный на нижнем основании 3 рамы 1.
Благодаря неподвижному креплению троса 8 к средству отягощения 6 в двух его противоположных концах, средство отягощения получает тяговые усилия одновременно в двух противоположных направлениях. Движение троса 8 передает в краевом месте 15 тяговое усилие вверх, а в краевом месте 17 – тяговое усилие вниз.
Средство отягощения, если оно выполнено в виде упругого тела (пружина, эластичный жгут), начнет растягиваться одновременно с двух противоположных сторон. Если средство отягощения выполнено виде гидравлического, электрического или электромагнитного приводов двустороннего действия, либо пары приводов, обеспечивающих возможность одновременного получения тяговых усилий в двух противоположных направлениях, то в противоположных направления одновременно начнут движение рабочие органы (штоки) таких приводов.
Благодаря тому, что средство отягощения получает тяговые усилия одновременно в двух противоположных направлениях, желаемую нагрузку можно получить при значительно меньшем плече рычага, чем при одностороннем растягивании средства отягощения.
Таким образом, предлагаемая полезная модель выполняет поставленную задачу и позволяет значительно увеличить максимальную силовую нагрузку, получаемую человеком на тренажере.
Необходимо отметить, что фиг. 1 - 6 приведены в качестве примера конкретного выполнения полезной модели, которая в рамках совокупности существенных признаков может  иметь вид, отличный от фиг. 1 – 6.
о
Кроме того, возможно также выполнение тренажера с исполнительным механизмом, развернутым на 180, т.е. рычаг 7 шарнирным соединением 9 прикреплен к верхнему основанию 4 рамы 1.
В этом случае зеркального отражения исполнительного механизма  соединение средства отягощения 6 и рычага 7 тросом 8 будет выглядеть следующим образом (на фигуре не показано).
Трос 8 проходит вдоль рычага 7 через ролик 13 подвижного фиксатора 10,  через неподвижный блок 14, который в этом случае установлен на  нижнем  основании 3, после чего трос неподвижно закреплен в краевом месте 15, расположенном на нижнем конце средства отягощения 6. Далее трос 8 проходит вдоль средства отягощения 6 и через дополнительный неподвижный блок 16, установленный в данном случае на верхнем основании 4, после чего конец троса неподвижно закреплен в краевом месте 17, расположенном на верхнем конце средства отягощения 6.
Такая компоновка исполнительного механизма с установкой рычага 7 на верхнем основании 4 рамы позволяет использовать тренажер для выполнения упражнений различных групп мышц, в том числе ножных.
Предлагаемый спортивный силовой тренажер имеет большой диапазон величин задаваемой силовой нагрузки, что делает его универсальным при использовании  различными возрастными категориями тренирующихся, обладающими  разной степенью физической подготовки, при этом возможные варианты  выполнения тренажера позволяют применять его  для тренировки различных групп мышц.