УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ СПОРТИВНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ

Предлагаемое техническое решение относится к спорту и может быть использовано в виде спортивного инвентаря, предназначенного для тренировки и укреплению мышц силовой группы человека в любой области его тела, в частности верхних и нижних конечностей, таза, шеи и т.д.
Известны устройства для тренировки спортсменов и укрепления силовых мышц человека, содержащие вертикальную или горизонтальную раму и захватное подвижное устройство, а между ними установлен силовой рабочий орган. Рабочий орган представляет собой упругий эластичный элемент, в виде пружины или жгута, или выполнен в виде жестких тяжелых тел в виде дисков, гирь, штанг, гантелей и тому подобных предметов (см. книгу
Недостатком этих устройств является то, что они громоздки в конструкционном исполнении, имеют значительный вес, повышенный уровень шума и возможность получения травмы тренирующемуся на нем спортсмену при эксплуатации, т.к при опускании груза необходимо затрачивать дополнительную энергию, которая необходима но идет не на пользу, а во вред тренирующемуся. Это приводит к тому, что занимающийся спортсмен прилагает обратную энергию при возвращении в исходное положение. Такое состояние дел приводит к тому, что без страховочных приспособлений они небезопасны в процессе применения. Кроме того, максимальная нагрузка на мышцы возникает только в конце хода, а до этого сила изменяется пропорционально ходу рабочего органа. В результате известные устройства
сложны по конструкции, небезопасны при использовании и неэффективны при тренировочном процессе.
Известны устройства для тренировки тяжелоатлетов, содержащие вертикально установленные силовые гидравлические цилиндры с подвижным штоком, несущие гриф штанги и устройство для связи грифа со штоком. Гидроцилиндры выполнены двухступенчатыми и соединены между собой трубопроводом, каждый цилиндр имеет рабочий поршень различного диаметра и дополнительный поршень с центральным штоком, а шток нижней ступени снабжен ограничительным фланцем, а в полости каждого из цилиндров выполнены выступы для ограничения хода перемещения поршня, дополнительный поршень жестко связан с грифом штанги, а нижний шток жестко соединен с неподвижной рамой или с фундаментом. (см. авторское свидетельство СССР, №1417890 по кл. А 63 В 21/00 за 1987 г.)
Недостатки этого вида устройств аналогичны вышеописанным устройствам, т.е. сложность конструкции, не безопасны в процессе работы потому, что возврат штока после нагрузки осуществляется сразу после того как спортсмен разгрузил свои мышцы со скоростью равной или чуть меньше скорости роста нагрузки и в противоположном направлении. Поэтому спортсмену требуется совершать работу при возврате рабочего органа такой же величины. Это приводит к быстрой его усталости, а работа мышц при работе тренажера сводится не только к преодолению нагрузки, но и к работе их в обратном направлении при возврате в начальное положение устройства. Такая конструкция снижает эффективность тренажеров в процессе эксплуатации и требует от спортсменов значительных ненужных затрат при тренировке. Кроме того, все рабочие органы можно использовать только в одном виде спортивных тренажеров и не имеют универсального применения.
Технической задачей предлагаемого решения является устранение указанных недостатков, получение универсального рабочего органа для всех
видов тренажеров и гимнастических снарядов, используемых при тренировки силовых мышц людей.
Указанная техническая задача достигается тем, что в предлагаемом универсальном рабочем органе для силовых тренажеров, содержащем корпус с крышкой, внутри которого с радиальным зазором установлен цилиндр с подвижным поршнем, разделяющим внутреннюю полость цилиндра на рабочую и холостую камеры, впускной клапан, клапан сжатия, каналы для сообщения рабочей и холостой камер между собой и упругий клапан закрывающий каналы со стороны рабочей камеры, при этом каналы соединения холостой и рабочей камер выполнены в поршне, упругий клапан снабжен ограничителем хода, а клапан сжатия дополнительно снабжен регулировочным устройством.
На фиг.1 - изображен продольный разрез предлагаемого устройства.
На фиг.2 - сечение по А-А фиг.1
Как показано на графической части предлагаемое устройство содержит корпус 1, преимущественного круглого сечения, закрытый с одной стороны крышкой 2. Внутри корпуса 1 установлен с зазором 3 цилиндр 4 и зафиксирован в последнем с помощью перегородки 5. Внутри цилиндра 4 расположен подвижный в осевом направлении поршень 6 со сквозными каналами 7, закрытыми с одной стороны гибким клапаном 8, установленным на поршне 6 с ограничителем 9. С поршнем 6 жестко соединен шток 10, который расположен в центр поршня 6 и через отверстия крышки 2 и перегородки 5 выступает за пределы корпуса 1. Шток 10 контактирует с уплотнением 11, расположенный под перегородкой 5. Сам поршень делит внутреннюю полость цилиндра на две камеры: камеру рабочего хода 12 и камеру холостого хода 13, которые заполнены жидкой средой 14, например маслом. В нижней части цилиндра 4 закреплен нажимной клапан 15 с отверстиями 16, закрытыми шайбой 17, и подающий клапан 18 с центральным сквозным отверстием 19. На
противоположной стороне клапана 15 установлено регулировочное устройство в виде плоской шайбы 20 со сквозными отверстиями 21. Шайба 20 установлена с возможностью вращения вокруг оси и приводится во вращение червяком 22, выход которого расположен на наружной поверхности цилиндра 1. На корпусе 1 имеется втулка 23 с отверстием 24 под крепление устройства к неподвижной части тренажера, а не верхнем конце штока 10 втулка 25 с отверстием 26 для размещения в нем подвижной части тренажера.
Сборка тренажера осуществляется следующим образом. Собранный цилиндр вместе с жидкостью 14 втулкой 23 крепится к неподвижному основанию любого тренажера путем закрепления съемного стержня в отверстии 24. Затем в отверстие 26 втулки 25 штока 10 закрепляется подвижная часть тренажера и устройство готово к работе.
Работа тренажера с предлагаемым рабочим органом осуществляется следующим образом. Спортсмен берется руками за ручку подвижной части тренажера, закрепленной в отверстии 26 втулки 25. Прилагая усилие он заставляет перемешаться шток 10. Перемещаясь шток 10 заставляет перемещаться поршень 6 с определенным усилием. Под воздействием мускульной силы упругий клапан 8 прижимается к торцу поршня 6 и перекрывает отверстия 7 В результате жидкость 14 из камеры 13 перетекает в зазор 3 между цилиндром 4 и корпусом 1, а жидкость из нижней части корпуса через каналы 21 шайбы 20 и каналы 16 нажимного клапана 15 поступает в камеру 12. При этом величина усилия спортсмена с самого начала и до конца рабочего хода штока 10 является постоянной, а ее величина настраивается за счет смещения шайбы 20, которой регулируется площадь проходного сечения отверстий 21 относительно отверстий 16. После снятия нагрузки спортсменом шток 10 вместе с втулкой 25 не возвращается в исходное положение, а находится в том, где закончено приложение усилия. Для возвращения штока в исходное положение необходимо приложить усилие на ручку подвижного
устройства в противоположном направлении. В результате упругий клапан 8 переместится вверх до ограничителя 9 и откроет отверстия 7, а шайба 17 наоборот закроет отверстия 16 и перекроет подачу жидкости в камеру 12. Одновременно откроется отверстие 19 подающего клапана 18 и меньшая часть жидкости 14 из камеры 12 выльется в зазор 3. В этом случае сила перемещения поршня 6 со штоком 10 незначительна, т.к. суммарная площадь отверстий 7 и 19 достаточна для быстрого прохода по ним всего объема жидкости 14, находящейся в камере 12 и не препятствует увеличения усилия. После возврата штока 10 вниз процесс повторяется.
Использования предлагаемого рабочего органа в тренажерах для развития силы позволяет с максимальной нагрузкой использовать мускульную силу на значительном промежутке времени и отсутствует боязнь тренирующегося спортсмена, что при внезапном снижении силы нагрузки шток мгновенно с той же силой вернется в исходное положение и причинит травму человеку. Кроме того, нет необходимости иметь несколько видов тренажеров для различных упражнений, а только заменять ручки подвижной части тренажера и использовать для другого вида упражнений.
Применение данного устройства в тренажерах улучшает условия тренировки, снижает необходимость иметь большое количество всевозможных тренажеров, повышает безопасность для тренирующегося и полностью исключает травматизм в процессе тренировки по сравнению с известными конструкциями тренажеров, пружинного и грузового типа.