УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛЫЖНЫЙ ТРЕНАЖЕР
UNIVERSAL SKI SIMULATOR

Изобретение относится к устройствам для проведения тренировок, обучения катания на лыжах, посттравматических занятий, развлекательных мероприятий и может быть использовано для беговых лыж, горных лыж и сноуборда, с максимальным приближением занятий и тренировок к реальным условиям на лыжных трассах и горнолыжных спусках.
Известен искусственный горнолыжный спуск, принятый в качестве прототипа, включающий закрепленную на несущей конструкции площадку, снабженную ограждением и настилом для движущейся многослойной композитной ленты, и имеющую возможность изменения угла наклона без остановки движущейся ленты, систему увлажнения ленты, привод и пульт управления (см. описание к патенту Российской Федерации №2372961, МПК A63B 69/18, A63B 22/02, опубл. 20.11.2009 г.).
Несущая конструкция известного устройства собрана из отдельных несущих и поперечных балок, образующих прямоугольный каркас. На каркасе смонтирован настил и валы, между которыми натянута с возможностью движения многослойная композитная лента. Изменение угла наклона осуществляют поворотом площадки только относительно опорной пяты (вверх-вниз) посредством подъемных механизмов, которые приводят в движение гидравлическими подъемниками.
Известное устройство недостаточно имитирует лыжные (горнолыжные) трассы, так как в известном устройстве отсутствуют возможность горизонтального положения площадки, боковые наклоны рабочей поверхности площадки, реверсное движение многослойной композитной ленты, а также возможность создавать положительный и отрицательный угол (поперечного) наклона, необходимые при имитации движения на беговых лыжах с горы в гору, что сужает его функциональные возможности и является основным его недостатком.
Наличие гидравлического подъемника снижает надежность работы известного устройства, так как гидравлические механизмы относятся к источникам повышенной опасности (Постановление Госгортехнадзора РФ от 11 июня 2003 г. № 87 "Об утверждении Правил устройства и безопасной эксплуатации подъемников").
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счет максимального приближения условий тренировок к реальным условиям на лыжных трассах и горнолыжных спусках, а также повышение надежности работы устройства.
Техническая задача решается тем, что универсальный лыжный тренажер включает закрепленную на несущей конструкции площадку, снабженную ограждением и настилом для движущейся многослойной композитной ленты, и имеющую возможность изменения угла наклона без остановки движущейся ленты, систему натяжения и увлажнения многослойной композитной ленты, привод и пульт управления, при этом несущая конструкция выполнена в виде трех рам: нижней, средней и верхней, при этом площадка закреплена на верхней раме, шарнирно соединенной с возможностью изменения угла наклона относительно средней рамы, а средняя рама шарнирно соединена с возможностью изменения угла наклона относительно нижней рамы, причем площадка оснащена рамой для крепления системы страховочного подвеса, световыми датчиками экстренной остановки движущейся ленты, имеющей возможность выполнения реверсного движения.
Приводы выполнены в виде червячной пары, закрепленной поэлементно на двух рамах, приводимой в движение от электропривода, управляемого частотным преобразователем. Подвижная площадка снабжена стартовой планкой, а ее ограждение выполнено из мягких спортивных матов.
Предлагаемое техническое решение позволяет максимально приблизить тренировку на беговых лыжах, горных лыжах и сноуборде к реальным условиям, так как площадка для тренировок имеет возможность изменять угол наклона в продольном и поперечном направлении без остановки движущейся ленты, что значительно расширяет функциональные возможности устройства.
Система увлажнения позволяет максимально приблизить коэффициент трения между лыжами и многослойной лентой к реальным условиям.
Для плавного изменения углов наклона применяют электродвигатели, которые через червячные передачи изменяют поперечный и/или продольный углы наклона шарнирно соединенных между собой трех рам несущей конструкции, что повышает надежность работы предлагаемого устройства.
Универсальный лыжный тренажер поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства; фиг.2 - вид сбоку; фиг.3 - вид с наклоном относительно продольной оси; фиг.4 - вид с наклоном относительно поперечной оси; фиг.5 - вид с наклоном относительно поперечной и продольной осей одновременно; фиг.6 - вид А на фиг.1; фиг.7 - вид Б на фиг.1; фиг.8 - вид В на фиг.2.
Универсальный лыжный тренажер включает закрепленную на несущей конструкции площадку 1, выполненную в виде прямоугольника, снабженную ограждением 2 и настилом 3 для движущей многослойной композитной ленты, образующей рабочую поверхность, на которой находится тренирующийся в лыжной экипировке (лента на чертеже условно не показана). Настил 2 покрыт фторопластовыми листами.
Несущая конструкция выполнена из трех рам 4, 5 и 6, нижней, средней и верхней, соответственно. Рамы 4, 5 и 6 состоят из жестко соединенных между собой продольных и поперечных балок (продольные и поперечные балки на чертеже условно не показаны). Рамы 4, 5 и 6 по величине выполнены разными для обеспечения вхождения одной в другую при повороте, а именно, рама 6 наружным контуром входит во внутренний контур рамы 5, а рама 5 наружным контуром входит во внутренний контур рамы 4.
Площадка 1 закреплена на верхней раме 6, шарнирно соединенной с возможностью изменения угла наклона, без остановки движущей ленты, со средней рамой 5, а средняя рама 5 шарнирно соединена с возможностью изменения угла наклона с нижней рамой 4. Нижняя рама жестко закреплена на поверхности установки, например, на грунте.
Нижняя рама 4 соединена со средней рамой 5 посредством проушин 7 и 8, в которые устанавливают пальцы 9. Проушины 7 закреплены в средней части коротких сторон нижней рамы 4, а проушины 8 закреплены в средней части коротких сторон на средней раме 5.
На каждом пальце 9 между проушинами 7 жестко крепят зубчатое колесо 10 червячной передачи, а один конец пальца 9 жестко крепят к проушине 8.
Для плавного регулирования скорости вращения привода, а также изменения направления его вращения, на поперечной балке нижней рамы 4 установлен управляемый частотным преобразователем электродвигатель 11, на валу которого установлена шестерня 12 для взаимодействия с зубчатым колесом 10 (частотный преобразователь на чертеже условно не показан).
Средняя рама 5 соединена с верхней рамой 6 посредством проушин 13 и 14, в которые устанавливают пальцы 15. Проушины 13 закреплены в средней части длинных сторон средней рамы 5, а проушины 14 - в средней части длинных сторон на верхней раме 6.
На каждом пальце 15 между проушинами 13 жестко крепят зубчатое колесо 16 червячной передачи, а один конец пальца 15 жестко крепят к проушине 14.
Для плавного регулирования скорости вращения привода, а также изменения направления его вращения, на продольной балке средней рамы 5 установлен управляемый частотным преобразователем электродвигатель 17, на валу которого установлена шестерня 18 для взаимодействия с зубчатым колесом 16 (частотный преобразователь на чертеже условно не показан).
На ограждении 2 закреплены мягкие спортивные маты, стартовая планка 19 и рама 20 для крепления системы страховочного подвеса, закрепленная в средней части площадки 1 (спортивные маты на чертеже условно не показаны).
Внутри ограждения 2 установлены световые датчики 21 экстренной остановки многослойной композитной ленты, при пересечении луча которых происходит ее экстренная остановка.
В передней и задней части верхней рамы 6 установлена система увлажнения 22 многослойной композитной ленты.
Перед тренажером установлен помост 23, на котором установлен пульт управления 24 для подачи сигнала на частотные преобразователи, управляющие электродвигателями 11 и 17 и регулирующие скорость червячной передачи при изменении углов наклона (продольных и поперечных) рам 4, 5 и 6, запуска и остановки движения многослойной композитной ленты, изменения направления ее движения, а также включения системы ее увлажнения.
Привод многослойной композитной ленты включает электродвигатели 25, установленные под верхней рамой 6, один в передней части площадки 1 справа, другой в задней ее части слева, которые через ременную передачу 26 соединены с валами 27, обеспечивающими движение и натяжение многослойной композитной ленты, установленными в корпусные подшипники 28 с винтами 29.
Система натяжения многослойной композитной ленты состоит из упоров 30, закрепленных на продольных балках рамы 6, сквозь которые проходят винты 29 корпусных подшипников 28, на которые накручены гайки 31, вращением которых регулируют положение валов 27.
Универсальный лыжный тренажер работает следующим образом.
Электродвигатель 11, соединенный через шестерню 12 и зубчатое колесо 10 червячной передачи, передает крутящий момент на палец 9, что приводит к наклону плоскости средней рамы 5 относительно плоскости нижней рамы 4, имитируя боковые наклоны реальной трассы.
Электродвигатель 17, соединенный через шестерню 18 и зубчатое колесо 16, передает крутящий момент на палец 15, что приводит к наклону плоскости верхней рамы 6 относительно плоскости средней рамы 5, имитируя поперечные наклоны (спуски/подъемы) реальной трассы.
Электродвигатели 25 через ременную передачу 26 передают крутящий момент на валы 27, что приводит к вращению многослойной композитной ленты.
При тренировке на беговых лыжах лыжник становится спиной к стартовой планке 19, при этом верхняя рама 6 и площадка 1 расположены в горизонтальном положении.
По сигналу с пульта 24 включают электродвигатель 25 и многослойная композитная лента начинает двигаться в реверсном режиме, навстречу лыжнику. Совершая типичные движения при катании на беговых лыжах, лыжник будет оставаться неподвижным относительно земли, а многослойная композитная лента будет проскальзывать под ним. Для приближения катания к реальным условиям можно изменять угол наклона площадки 1 с пульта 24 управления, подавая сигнал на частотный преобразователь, управляющий электродвигателем 17 с червячной передачей шестерня 18 - зубчатое колесо 16, чтобы лыжник двигался в гору или с горы, и имитировать боковые уклоны трассы, подавая сигнал на частотный преобразователь, управляющий электродвигателем 11 с червячной передачей шестерня 12 - зубчатое колесо 10. Изменяя одновременно скорость вращения многослойной композитной ленты, угол поперечного и продольного наклона, можно максимально близко приблизить занятие на универсальном лыжном тренажере к реальным условиям.
При тренировке на горных лыжах лыжник становится лицом к стартовой планке 24 и удерживается за нее руками. Верхняя рама 6 находится, например, под углом 14 градусов к горизонтальной плоскости.
При включении электродвигателя 25 многослойная композитная лента начинает двигаться навстречу лыжнику. Увеличивая трение между лыжами и лентой за счет «закантовки» лыж, то есть увеличения давления на внутренний кант горных лыж, лыжник будет подниматься вверх по склону, а снижая давление на внутренний кант, будет спускаться вниз со склона под действием силы тяжести.
Для максимального приближения к реальным условиям меняют угол наклона площадки 1 с пульта 24 управления, подавая сигнал на частотный преобразователь, управляющий электродвигателем 17 с червячной передачей шестерня 18 - зубчатое колесо 16, чтобы лыжник двигался в гору или с горы, с разной степенью крутизны склона, и имитировать боковые уклоны трассы, подавая сигнал на частотный преобразователь, управляющий электродвигателем 11 с червячной передачей шестерня 12 - зубчатое колесо 10. Система увлажнения служит для уменьшения трения между лыжами и многослойной композитной лентой и максимального приближения коэффициента трения между лыжами и многослойной композитной лентой к коэффициенту трения между лыжами и реальным снегом.