ТРЕНАЖЁР И СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ УПРАЖНЕНИЙ
EXERCISE MACHINE AND A METHOD OF DOING EXERCISES

Группа изобретений относится к устройствам тренировочно-восстановительного и лечебного характера и тренажерам для укрепления и восстановления суставов, мышц и трофики суставов и формирования мышечного корсета, а также к способу выполнения упражнений, преимущественно для нижней части тела.
Известны из уровня техники трособлочные тренажеры, предназначенные для упражнений и тренировки верхней части тела, с тросом верхнего блока и прикрепленным к нему блоком грузов без дополнительных подъемных устройств или с механизмами для регулирования нагрузки в процессе тренировки. Существуют механические и электромагнитные механизмы регулирования.
Из уровня техники известен тренажер по патенту США 8,016,725 (Exertron, LLC, опубл. 13.09.2011, А63В 21/005, А63В 21/06), предназначенный для тренировки мышц рук. Данный тренажер представлен в виде вертикальной прямоугольной рамы с верхней трособлочной системой, соединенной с блоком грузов. Тренажер содержит электромагнитный механизм для автоматического регулирования веса груза в процессе тренировки в пределах от минимального до максимально возможного веса блока грузов. При этом блок грузов представлен в виде подъемной плиты, соединенной с верхним блоком при помощи троса, и пакета вертикальных пластин, состоящего из используемых и неиспользуемых в процессе тренировки пластин. Подъемная плита содержит контроллер и исполнительный механизм, состоящий из двигателя, вала, коробки передач, магнитных втулок с поворотными двухполюсными магнитами, селекторных магнитов и селекторных захватов в количестве равном количеству пластин, ориентационного диска и оптического датчика. Пакет пластин представлен в виде плотно прилегающих друг к другу отдельных пластин прямоугольной формы определенной массы, размещенных на основании. Верхняя часть каждой пластины содержит два крюкообразных схвата, предназначенных для подъема пластины при помощи селекторного захвата. Тренажер содержит устройство внешнего управления и регулирования, представленное в виде интерфейса с жидкокристаллическим дисплеем, светодиодами и кнопками, связанное с исполнительным механизмом.
Пользователь выполняет упражнения с использованием данного тренажера следующим способом.
При помощи кнопок интерфейса пользователь задает необходимый вес для упражнения. Сигнал с интерфейса поступает на контроллер, который инициирует движение подъемной плиты, и одновременно передает команду на исполнительное устройство, которое активирует движение магнитных втулок с поворотными двухполюсными магнитами и селекторных захватов. При соприкосновении подъемной плиты с пакетом пластин селекторные захваты плиты фиксируют пластину выбранного веса за крюкообразные схваты, при этом поворотные магниты, ориентируясь разноименным полюсом с селекторным магнитом, соединяются с селекторными магнитами, тем самым закрепляя пластину на подъемной плите. При этом неиспользуемые пластины остаются на основании. При задании команды уменьшения веса на интерфейсе, после начала движения подъемной плиты с пластинами, при соприкосновении пластин, закрепленных на подъемной плите, с основанием, селекторные захваты плиты отцепляют крюкообразные схваты пластины или нескольких пластин, а поворотные магниты, ориентируясь одноименным полюсом с селекторным магнитом, отталкиваются от селекторных магнитов и происходит отсоединение пластины от подъемной плиты и пластина остается на основании. Управление тренажером осуществляется в ручном или автоматическом режиме. Автоматический режим включает программу базовой нагрузки и программу интенсивной нагрузки с возможностью автоматического регулирования - увеличения или уменьшения количества поднимаемой массы в зависимости от силовых способностей пользователя. Дополнительно программа базовой нагрузки автоматически срабатывает в случаях, когда пользователь не задал на интерфейсе необходимый для упражнения вес.
Из выше сказанного видно, что основными недостатками тренажера по патенту США 8,016,725 являются перегруженность датчиками, приборами контроля и регулирования, что определяет конструктивно-технологическую сложность данного тренажера с инженерной точки зрения и высокую себестоимость, а также ограниченный срок службы и высокий износ контрольно-измерительных и регулирующих приборов и высокие затраты на ремонт и обслуживание. Высокая степень автоматизации управления тренажером делает его сложным в эксплуатации. Наличие электромагнитов в конструкции тренажера ограничивает его функциональность и определяет возможность работы электромагнитного механизма регулирования веса груза и тренажера в целом только при наличии электричества. Использование магнитов для удержания грузов является травмоопасным из-за возможности размагничивания магнитов. Тренажер с указанным механизмом автоматического регулирования веса груза невозможно использовать для тренировки мышц нижней части тела, что ограничивает универсальность и многофункциональность тренажера.
Автоматическое регулирование веса в зависимости от мышечных возможностей пользователя осуществляется на основании критерия высоты поднятия груза пользователем в процентном соотношении от максимальной высоты подъема подъемной плиты. Данный критерий является субъективным и не может являться основанием для задания и регулирования веса.
Из уровня техники известен тренажер с трособлочной системой по патенту США 5,643,151 (01.07.1997, А63В 21/06) для тренировки мышц верхней части тела. При этом тренажер выполнен с возможностью механического регулирования массы, поднимаемого пользователем груза в процессе тренировки, путем нажатия ножной педали. Тренажер выполнен в виде двух прямоугольных вертикальных рам, скрепленных ребрами жесткости в верхней и нижней части, и содержит блок грузов, две опорные вертикальные стойки для блока грузов, вертикальный шток с отверстиями, проходящий через блок грузов, и закрепленную на верхнем конце штока пружинную катушку для задания требуемой нагрузки, заключенную в корпус. Тренажер содержит две трособлочные системы - верхнюю трособлочную систему, предназначенную для поднятия блока грузов пользователем, и вторую нижнюю трособлочную систему, предусмотренную для регулирования и изменения поднимаемого веса грузов в процессе тренировки, без отрыва пользователя от упражнения. Верхняя трособлочная система состоит из троса, поддерживаемого двумя блоками, закрепленными на ребрах жесткости, и рукоятки на свободном конце троса, при этом второй конец троса прикреплен к корпусу пружинной катушки. Нижняя трособлочная система состоит из троса, соединенного одним концом с пружинной катушкой, и проходящего через блок грузов вдоль вертикального штока с отверстиями, а вторым концом закрепленного на блоке, заключенном в ножной педали. Вертикальный шток состоит из опорной части, расположенной выше блока грузов, и внутренней регулирующей части, расположенной внутри блока грузов, и содержащей крепления и элементы для регулирования веса поднимаемого пользователем груза. Регулирующая часть штока содержит вертикальный канал внутри которого размещен подвижный ключ с выступом, через который ключ соединен с тросом верхней трособлочной системы. При этом регулирующая часть штока содержит горизонтальные полости, расположенные по всей высоте штока, и размещенные внутри каждой полости подвижные штифты с валом, пружинами и упорами. Блок грузов состоит из нескольких отдельных горизонтальных грузов, при этом каждый отдельный груз состоит из двух индивидуальных грузов, разделенных горизонтальными отверстиями, которые являются продолжением горизонтальных полостей с расположенными внутри штифтами. Штифты предназначены для крепления отдельного груза к вертикальному штоку. При этом блок грузов подразделяется на используемую и неиспользуемую в ходе упражнения части.
Пользователь выполняет упражнения с использованием данного тренажера следующим способом.
Для задания необходимого для тренировки веса в начале тренировки, а также увеличения или уменьшения веса в процессе тренировки, пользователю необходимо нажать на ножную педаль. Количество нажатий на педаль соответствует количеству грузов, на которые пользователю необходимо увеличить или уменьшить вес поднимаемого груза. Для увеличения веса на один отдельный груз требуется одно нажатие педали, так как длина троса нижней трособлочной системы, однократно намотанная на блок педали, соответствует расстоянию между штифтом одного отдельного груза до штифта следующего отдельного груза. При однократном нажатии педали трос нижней трособлочной системы наматывается на блок педали, разматываясь при этом с пружинной катушки. Движение троса нижней трособлочной системы от пружинной катушки к ножной педали инициирует движение ключа в вертикальном штоке в том же направлении. Ключ, двигаясь, соприкасается с валом штифта, подцепляет и выталкивает штифт из горизонтальной полости. При этом упоры в горизонтальной полости зажимают пружины и штифт входит в горизонтальное отверстие между индивидуальными грузами, тем самым, закрепляя отдельный груз и все выше расположенные отдельные грузы в используемой пользователем части блока грузов.
Для уменьшения поднимаемого веса пользователь нажимает на ножную педаль. Количество нажатий соответствует количеству отдельных грузов, на которое пользователь хочет уменьшить вес. При нажатии педали трос нижней трособлочной системы разматывается с блока педали, наматываясь при этом на пружинную катушку. Движение троса нижней трособлочной системы от ножной педали к пружинной катушке инициирует движение ключа в вертикальном штоке в том же направлении. Ключ, двигаясь, высвобождает штифты из горизонтальных отверстий между индивидуальными грузами. При этом пружины разжимаются и выталкивают штифт из горизонтального отверстия в полость вертикального штока.
Анализ устройства и конструкции тренажера по патенту США 5,643,151 выявляет следующие недостатки. Основную функцию в системе механического регулирования веса выполняют пружинные механизмы, которые находятся в постоянном использовании и движении. Частое сжимание и разжимание пружины приводит к ее быстрому износу, потере упругости и растяжению. Износ пружины в пружинной катушке приведет к провисанию троса нижней трособлочной системы, самопроизвольному перемещению ключа в вертикальном штоке и, соответственно, самопроизвольному регулированию веса поднимаемого пользователем груза. При растяжении пружин в горизонтальных полостях регулирующей части штока, система механического регулирования тренажера потеряет свою функциональную способность регулировать вес, так как потерявшая упругость пружина не сможет вытолкнуть штифт из горизонтального отверстия в полость вертикального штока и высвободить отдельный груз. Данное нарушение может привести к травме пользователя. Регулирование пользователем веса при помощи ножной педали является неудобным с точки зрения использования из-за сложности контроля количества нажатий для увеличения или уменьшения определенного количества грузов, а также сложности контроля полного и частичного нажатия педали пользователем в процессе упражнения. Непродуманным инженерным решением является конструкция укороченных опорных вертикальных стоек для блока грузов, так как при поднятии пользователем блока грузов выше опорных стоек, высока вероятность несовпадения отверстий для опорных стоек в блоке грузов и самих опорных стоек. Существенным недостатком с точки зрения функциональности является то, что тренажер выполнен для очень ограниченной части мышц верхней части тела и не является универсальным. Каркас тренажера, выполненный в виде двух прямоугольных вертикальных рам, скрепленных ребрами жесткости, является неэкономичным и немобильным в пространстве, а также ограничивает движения пользователя.
Из уровня техники известен трособлочный тренажер для тренировки мышц рук по патенту США 4,632,388 (30.12.1986, А63В 21/06), выбранный заявителем в качестве наиболее близкого аналога по конструкции тренажера и способу выполнения упражнения. Тренажер выполнен в виде вертикальной рамы с горизонтальной опорой, содержащий верхнюю трособлочную систему и отдельный блок, установленный на горизонтальной опоре, съемный функциональный строп с блоком и рукояткой, дополнительный строп, вертикальный шток с отверстиями, проходящий через блок грузов и стержень для задания требуемой нагрузки. Блок грузов состоит из пакета нескольких горизонтальных отдельных грузов с отверстиями для стержня для задания требуемой нагрузки, который делит блок грузов на используемую в процессе упражнения часть и неиспользуемую часть. Через центр блока грузов проходит вертикальный шток с отверстиями, соответствующими отверстиям на отдельных грузах. При помощи специального крепежа к верхнему отдельному грузу и вертикальному штоку в нем прикреплен трос верхней трособлочной системы. Далее указанный трос пропущен через двурольный блок, установленный в верхней части рамы. Свободный конец троса, выходящий из двурольного блока, содержит крепежную деталь. К отдельному блоку на горизонтальной опоре прикреплен съемный функциональный строп с блоком и рукояткой. В предложенном варианте исполнения тренажера возможно два способа крепления функционального стропа, которые формируют два способа тяги троса с грузом, а именно сверху вниз и снизу вверх. В первом варианте крепления свободный конец съемного функционального стропа крепится при помощи крюка к отдельному блоку на горизонтальной опоре, а блок съемного функционального стропа, содержащий крюк, присоединяется к крепежной детали свободного конца троса верхней трособлочной системы. При этом рукоятка свободного конца съемного функционального стропа, выходящего из блока съемного функционального стропа, находится в свободном подвешенном состоянии и направлена вниз. Во втором варианте крепления используется дополнительный строп, оба конца которого содержат захватные крюки. При этом один конец дополнительного стропа соединен с крепежной деталью свободного конца троса верхней трособлочной системы, а далее строп пропущен через отдельный блок горизонтальной опоры. Свободный конец дополнительного стропа прикреплен к блоку съемного функционального стропа, а свободный конец съемного функционального стропа закреплен на крюке, расположенном на выступе верхней части рамы. При этом рукоятка свободного конца съемного функционального стропа, выходящего из блока стропа, направлена вверх.
Пользователь выполняет упражнения с использованием данного тренажера следующим способом.
Для начала тренировки пользователь вставляет стержень для задания требуемой нагрузки в отверстие в отдельном грузе. При этом стержень проходит в отверстие в вертикальном штоке, находящимся в центральной части блока грузов, фиксирует отдельный груз и все выше расположенные отдельные грузы, и формирует используемую в процессе тренировки часть блока грузов. В зависимости от групп мышц, которые необходимо задействовать пользователю в процессе тренировки, пользователь выбирает способ крепления съемного функционального стропа, а после установки и закрепления стропа самостоятельно или при помощи специалиста, пользователь начинает упражнение. Согласно первому варианту крепления, пользователь отводит рукоятку съемного функционального стропа тягой, направленной сверху вниз, тем самым, натягивая трос верхней трособлочной системы, и, поднимая выбранную часть блока грузов, расположенную выше стержня для задания требуемой нагрузки. В данном способе крепления пользователь поднимает выбранную часть блока грузов через блок съемного функционального стропа, прикрепленного к захвату свободного конца троса верхнего блока.
Во втором варианте крепления тренажер используется для отведения рукоятки съемного функционального стропа тягой, направленной снизу вверх. Для этого пользователь прикрепляет дополнительный строп к основному тросу и пропускает его под дополнительным блоком на горизонтальной опоре. При отведении рукоятки съемного функционального стропа, используемая часть блока грузов поднимается через дополнительный строп, соединенный одним концом с блоком функционального стропа с рукояткой, а другим концом - с тросом.
Основным недостатком тренажера является то, что конструкция не предусматривает возможность тренировать суставы и мышцы, в особенности, нижней части тела, выполнять упражнения на растягивание различных частей тела, в особенности, ног. С инженерной точки зрения тренажер имеет сложную конструкцию для функции тяги снизу вверх, заменяющую нижнюю трособлочную систему, и предусматривающую использование нескольких дополнительных стропов с блоками. Также верхняя трособлочная система с функцией тяги сверху вниз выполнена с использованием функционального стропа с блоком. Использование дополнительных блоков влияет на тип оказываемой нагрузки, а именно данный вид крепления предназначен для выполнения частых коротких движений при подъеме груза и направленных для увеличения мышечной массы и не позволяет поднимать груз на полную длину троса, и растягивать мышцы. То есть дополнительные стропы и блоки, через которые осуществляется тяга, в используемых вариантах крепления формируют нелинейный, непрямой тип тяги, а также выполняют роль компенсаторов части нагрузки и веса поднимаемого груза. К тому же данный вид крепления значительно усложняет использование данного тренажера. Использование нескольких сменных дополнительных стропов с блоками, требующих постоянной переустановки и перемещения, необходимых для разных видов упражнений, крайне неудобно и небезопасно для пользователя. Также мероприятия по переустановке и модификации стропов в тренажере требуют постоянного внимания профессионального тренера. Помимо этого на тренажере затруднено и сложно выполнимо осуществление упражнений, направленных на тренировку нижней части тела, например, ног, так как пользователь самостоятельно не способен закрепить, например, на ноге свободный конец троса с поднятым весом. Недостатком также является отсутствие направляющих или вертикальных опорных стоек для перемещения блока грузов. При этом трос верхней трособлочной системы, прикрепленный к центральной вертикальной оси блока грузов, является единственным креплением блока грузов при его подъеме. Данный вид крепления является ненадежным и при подъеме блока грузов может привести к перекосу и крену блока грузов.
Задачей изобретения и техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является разработка удобного и простого в эксплуатации тренажера для комплексной, общей и/или узконаправленной тренировки, растягивания и/или поддержания в тонусе различных групп мышц и суставов, обладающего повышенной надежностью и доступного в использовании для любой возрастной категории, и способа выполнения эффективных упражнений для оздоровления, лечения и спортивной тренировки суставов и мышц нижней части тела, ранее не доступных для осуществления на известных тренажерах.
Поставленная задача и требуемый технический результат достигаются за счет того, что тренажер, состоящий из каркаса, по меньшей мере одного, предпочтительно, двух и более грузов, трособлочной системы, включающей по меньшей мере один трос и один блок, соединенной с грузом, стержня, фиксатора для регулирования нагрузки, и выполнен с возможностью автоматического перемещения груза вверх с одновременным снятием натяжения троса и стравливанием свободного конца троса, и вниз для высвобождения груза с последующим удерживанием груза рабочей нагрузкой, при этом груз может быть сформирован рабочей и нерабочей частями, разделенными фиксатором для регулирования нагрузки, также содержит средство автоматического перемещения груза, включающее подвешенную при помощи каната платформу, расположенную под грузом, соединенную с роликами, через которые протянут канат, одним концом зафиксированный в верхней части каркаса, а вторым концом, намотанный на барабан с электродвигателем, при этом средство автоматического перемещения груза содержит ограничители движения, расположенные на каркасе, а на свободном конце троса может быть закреплен захват, при этом каркас тренажера может быть заключен в корпус; способ выполнения упражнений на тренажере, состоит, по меньшей мере, из четырех этапов, при этом на одном из них задают рабочую нагрузку при помощи фиксатора для регулирования нагрузки, разделяющего груз на рабочую и нерабочую части, после чего поднимают груз вверх натягиванием троса трособлочной системы, соединенной с грузом, на следующем этапе выполняют упражнение, а на последнем этапе заканчивают упражнение и отпускают трос с одновременным перемещением рабочей части груза вниз, при этом для начала упражнения при помощи средства автоматического перемещения груза стравливают трос и задают исходное положение груза автоматическим перемещением груза вверх, далее натягивают трос при удерживании рабочей нагрузки пользователем с одновременным перемещением нерабочей части груза вниз средством автоматического перемещения груза, а на последнем этапе средством автоматического перемещения груза осуществляют перемещение нерабочей части груза вверх, с последующим удерживанием рабочей части груза и одновременным снятием натяжения троса.
Краткое описание чертежей.
Фигура 1. Общий вид тренажера.
Фигура 2. Тренажер в начальном положении с установленной при помощи фиксатора для регулирования нагрузки 8 рабочей нагрузкой.
Фигура 3. Тренажер с поднятым грузом 2 при помощи средства автоматического перемещения груза и опущенным тросом 3.
Фигура 4. Тренажер в рабочем положении после присоединения груза 2 к части тела пользователя, например, в области голеностопного сустава.
Тренажер включает каркас 1, выполненный в виде вертикальной прямоугольной рамы с двумя поперечными горизонтальными опорами, к которому присоединена трособлочная система, состоящая из одного однорольного подвижного блока 5 и двух двурольных подвижных блоков 4 и 6, соединенных между собой одним тросом 3, груз 2, соединенный с трособлочной системой и средство автоматического перемещения груза. Верхний двурольный блок 6 размещен в верхней части каркаса 1, нижний двурольный блок 4 расположен в нижней части каркаса 1. Трос 3 протянут под нижней поверхностью нижнего блока 4 по касательной и далее вдоль задней стороны каркаса 1 вверх к верхнему блоку 6, через первый ролик двурольного блока 6 и далее вниз к блоку 5, расположенному на грузе 2, в обхват блока 5 и далее вверх ко второму ролику двурольного блока 6, выходит из блока 6 и формирует свободный конец троса 17. Блоки 4 и 6 подвижно закреплены на каркасе 1 и способны поворачиваться вокруг вертикальной оси для дополнительного удобства выполнения упражнения. Свободные концы троса 17а и 17б верхнего 4 и нижнего 6 блоков включают захваты и стопоры 18, которые фиксируют и удерживают трос 3 в блоках и в пределах трособлочной системы, а также предотвращают обратное движение троса 3. Захваты могут быть выполнены в виде карабина, крюка, тканевой или пластиковой рукоятки, и предназначены для крепления троса 3 к части тела пользователя, например, в области голеностопного сустава или запястья. Груз 2 может быть представлен в виде, например, одного груза или в виде нескольких отдельных, например, горизонтальных или вертикальных грузов, с боковыми отверстиями для фиксатора для регулирования нагрузки 8, выполненного в виде штифта с наконечником. При этом груз 2 может быть сформирован рабочей 2б и нерабочей 2а частями, разделенными фиксатором для регулирования нагрузки 8. Посредством блока 5, прикрепленного к стержню 7, трособлочная система соединена с верхним отдельным грузом. При этом в грузе 2 выполнено вертикальное осевое сквозное отверстие для стержня 7. По всей длине стержня 7 могут быть расположены отверстия, соответствующие боковым отверстиям каждого отдельного груза, и предназначенные для фиксатора для регулирования нагрузки 8. К каркасу 1 прикреплены две вертикальные направляющие 19, предназначенные для фиксации и свободного перемещения груза 2. Средство автоматического перемещения груза сформировано канатом 9, платформой 10, по меньшей мере одним роликом 11, барабаном 12 и электродвигателем 13 и, размещенным в нем исполнительным механизмом, пультом управления 16 и ограничителями движения 15. Платформа 10 расположена под грузом 2 и подвешена при помощи каната 9, подвижно размещенного внутри платформы 10, один конец которого зафиксирован в верхней части каркаса 1, а второй конец намотан на барабан 12, расположенный с противоположной стороны верхней части рамы. Канат 9 прикреплен к платформе 10 при помощи подвижных роликов 11, расположенных на боковых сторонах платформы 10. Два ограничителя движения 15а и 15б, предназначенные для автоматической остановки движения платформы 10 средства автоматического перемещения груза, расположены на боковой части каркаса 1 в крайних точках отрезка перемещения платформы 10. А именно, нижний ограничитель движения 15а расположен в нижней части каркаса 1, на уровне исходного положения платформы 10, а второй верхний ограничитель движения 15б расположен в конечной точке движения платформы 10 и необходим для предотвращения соударения и повреждения поднимающегося груза 2 и блока 5 с верхним блоком 6 и каркасом тренажера 1. Ограничители движения 15а и 15б могут быть выполнены в виде датчиков хода или путевых выключателей. Во время движения платформы 10 при ее соприкосновении с ограничителем движения 15а или 15б происходит соединение и замыкание чувствительных элементов ограничителя движения 15аи 15б и передача сигнала к электродвигателю 13 и барабану 12 для отключения, сопровождаемого остановкой работы электродвигателя 13, намотки каната 9 на барабан 12 и движения платформы 10. При этом движение платформы 10 может прерваться в любой точке отрезка между двумя ограничителями движения 15а или 15б при помощи пульта управления 16. Средство автоматического перемещения груза также включает пульт управления 16, соединенный с электродвигателем и исполнительным механизмом 13 при помощи, например, кабеля, электрического провода или шнура 14, свободно расположенного в нижней части тренажера у горизонтальной опоры, и, предназначенного для управления и регулирования средством автоматического перемещения груза. Кабель, электрический провод или шнур 14, связывающий исполнительный механизм с пультом управления 16 может размещаться внутри каркаса 1 или корпуса тренажера. Также пульт управления 16 может быть выполнен в виде автономного устройства с функцией дистанционного управления. Помимо этого, управление средством автоматического перемещения грузом и тренажером может осуществляться дистанционно с персонального компьютерного средства. Также на тренажере может быть размещен беспроводной монитор с записывающим устройством (на фигурах не показан) для приема, демонстрации и воспроизведения видео и голосовых уроков упражнений, удаленной связи с компьютерным средством, удаленной технической видео и голосовой поддержки.
Каркас 1 тренажера может быть выполнен в виде металлической или пластиковой облегченной конструкции, включающей прямоугольную раму с горизонтальными опорами, а также каркас 1 может быть заключен в пластиковый или металлический декоративный корпус (на фигурах не показан).
Трос 3 и канат 9 могут быть выполнены из растительного или синтетического материала, например, полимерного или тканевого, или могут быть металлическими. Также дополнительно могут быть прорезинены.
Отдельные грузы могут быть одинаковой массы или разной, например, самый верхний груз может быть самым легким, а самый нижний груз может быть самым тяжелым. При этом отдельные грузы могут быть выполнены из одного материала или из разных по плотности материалов, например, различных металлов или пластиков, для возможности варьирования массы отдельного груза с сохранением его размеров.
Средство автоматического перемещения груза предназначено для перемещения груза 2 в положение, необходимое пользователю для начала упражнения, и для создания и обеспечения требуемого для упражнения натяжения троса 3. Также средство автоматического перемещения груза позволяет пользователю свободно занять любую необходимую для упражнения исходную позицию, например, положения упор стоя на одном колене, упор стоя на коленях, лежа на спине, лежа на боку, сидя или стоя, а после этого, не меняя исходной позиции, без напряжения, без дополнительных физических усилий и сподручной помощи вторых лиц прикрепить ослабленный, находящийся на уровне пола, трос с установленным весом к любой части тела, например, в области голеностопного сустава или запястья.
В рамках отличительных признаков тренажер работает следующим образом.
Действия пользователя при работе на тренажере с использованием верхнего блока 6 для тяги сверху вниз состоят из нескольких этапов:
1. Пользователь может установить необходимое для упражнения количество грузов, а именно рабочую нагрузку, при помощи фиксатора для регулирования нагрузки 8 (фиг. 2).
2. Пользователь нажимает на кнопку пульта управления 16. При этом средство автоматического перемещения груза поднимает груз 2 до уровня верхнего ограничителя движения 15б, где платформа 10 останавливается, а свободный конец троса 17б опускается до уровня пола (фиг. 3). На данном этапе пользователь может также установить необходимое для упражнения количество грузов при помощи фиксатора для регулирования нагрузки 8.
3. Пользователь занимает необходимое для упражнения положение, например, упор стоя на коленях, и без напряжения и дополнительных усилий закрепляет свободный конец троса 17б, например, в области голеностопного сустава.
4. Пользователь нажимает на кнопку пульта управления 16. При этом средство автоматического перемещения груза начинает медленно опускать нерабочую часть груза 2а до уровня нижнего ограничителя движения 15а (фиг. 4). Рабочая часть груза 2б удерживается пользователем.
5. Пользователь выполняет упражнение.
6. К моменту окончания упражнения пользователь нажимает на кнопку пульта управления 16. При этом срабатывает средство автоматического перемещения груза и платформа 10 с нерабочей частью груза 2а медленно поднимается наверх, соприкасается с рабочей частью груза 2б и останавливается на уровне верхнего ограничителя движения 15б. Снимается натяжение троса 3 и пользователь без физического напряжения снимает свободный конец троса 17б, например, с голеностопного сустава. Работа на тренажере закончена.
Для начала упражнения пользователь задает на тренажере необходимое для упражнения количество грузов при помощи фиксатора для регулирования нагрузки 8 (фиг. 2). Для этого пользователь вставляет фиксатор для регулирования нагрузки 8 в боковое отверстие одного из отдельных грузов или отверстие груза 2. Тем самым формируется рабочая 2б, расположенная выше фиксатора для регулирования нагрузки 8, и нерабочая части груза 2а. При этом фиксатор для регулирования нагрузки 8 проходит через боковое отверстие груза 2 и соответствующее отверстие в стержне 7, находящегося внутри груза 2, закрепляя на стержне 7, расположенный выше фиксатора для регулирования нагрузки 8, груз 2.
Далее пользователь нажимает на кнопку пульта управления 16 (фиг. 3). При этом через кабель, электрический провод или шнур 14 сигнал поступает на исполнительный механизм, расположенный в электродвигателе 13 и срабатывает средство автоматического перемещения груза. При срабатывании электродвигателя 13, барабан 12 начинает вращаться, наматывая на себя канат 9, а платформа 10, поддерживаемая канатом 9, движущимся по роликам 11, закрепленным на платформе 10, начинает подниматься вверх, тем самым, поднимая вверх и груз 2. Движение груза 2 происходит по двум вертикальным направляющим 19. Одновременно с подъемом груза 2, трос 3 двигается через блок 5 и второй ролик блока 6, свободный конец троса 17б постепенно опускается вниз и достигает уровня пола, и снимается натяжение части троса 3, выходящей из верхнего блока 6. При соприкосновении ролика 11 платформы 10 с верхним ограничителем движения 15б моментально происходит срабатывание ограничителя движения 15б и передача сигнала на исполнительный механизм и электродвигатель 13, который отключается и, тем самым, останавливает намотку каната 9 на барабан 12 и, соответственно, подъем платформы 10 средства автоматического перемещения груза с грузом 2. На фигуре 3 изображен заявляемый тренажер с поднятым грузом 2 при помощи средства автоматического перемещения груза. После остановки и отключения средства автоматического перемещения груза пользователь может изменить необходимую рабочую нагрузку, поменяв положение фиксатора для регулирования нагрузки 8 и переставив его в соответствующее боковое отверстие груза 2.
Далее пользователь занимает необходимую для упражнения исходную позицию, например, упор стоя на колене одной ноги. После чего без напряжения и дополнительных физических усилий, а также без помощи тренера или вторых лиц, пользователь прикрепляет, например, в области голеностопного сустава второй ноги, свободный конец троса 17б, расположенный на уровне пола, при помощи, например, захвата, карабина или рукоятки. При этом груз 2 удерживается средством автоматического перемещения груза, а часть троса 3, выходящая из верхнего блока 6 находится в свободном ослабленном состоянии.
После этого пользователь нажимает на кнопку пульта управления 16 и на исполнительный механизм и электродвигатель 13 поступает сигнал включения средства автоматического перемещения груза (фиг. 4). Срабатывает электродвигатель 13 и барабан 12 начинает вращаться, разматывая канат 9, и платформа 10 вместе с нерабочей частью груза 2а начинает медленно опускаться вниз. При этом происходит разъединение рабочей части груза 2б, закрепленной при помощи фиксатора для регулирования нагрузки 8 к стержню 7, и удерживаемой ногой пользователя при помощи троса 3, и нерабочей части груза 2а, поддерживаемой, движущейся вниз, платформой 10 средства автоматического перемещения груза. Платформа 10 опускается вниз до уровня нижнего ограничителя движения 15а и при соприкосновении с ним происходит автоматическое отключение работы электродвигателя 13, по выше описанной схеме, и платформа 10 останавливается. При этом пользователь может начать выполнение упражнения уже с момента нажатия им кнопки пульта управления 16, то есть до завершения процесса опускания платформы 10 и отключения средства автоматического перемещения груза. Далее пользователь выполняет упражнение.
Для завершения работы на тренажере или при экстренной необходимости завершить упражнение пользователю необходимо нажать кнопку пульта управления 16. При этом, согласно выше описанной схеме, средство автоматического перемещения груза вместе с нерабочей частью груза 2а начинает подниматься, подхватывает рабочую часть груза 2б и, поддерживая ее, поднимается до соприкосновения платформы 10 с верхним ограничителем движения 15б и останавливается. При этом одновременно происходит снятие натяжения, ослабление и стравливание троса 3. Пользователь без напряжения, усилия и посторонней помощи отстегивает захват свободного конца троса 17б, например, от голеностопного сустава ноги. Работа на тренажере завершена.
Также при работе на тренажере можно использовать нижний блок 4. В этом случае для начала упражнения, пользователь при помощи фиксатора для регулирования нагрузки 8 задает рабочую нагрузку для упражнения, вставляя фиксатор 8 в боковое отверстие груза 2. Далее пользователь занимает исходную позицию для упражнения, например, сидя или лежа лицом к тренажеру, или лежа на боку, после чего закрепляет при помощи, например, карабина свободного конца троса 17а область, например, запястья или голеностопного сустава. И далее приступает к упражнению. При этом происходит подъем груза 2 или рабочей части груза 2б, расположенной выше фиксатора для регулирования нагрузки 8, тягой или движением руки или ноги пользователя снизу вверх.
В наиболее близком аналоге трос напрямую связан только с верхним блоком, при этом выполнение упражнение с тягой, направленной сверху вниз, возможно только через дополнительный функциональный строп и дополнительный блок. В то же время для упражнений с тягой, направленной снизу вверх, используется дополнительный блок и два дополнительных стропа, предназначенных для формирования системы тросов и блоков с рукояткой, направленной снизу вверх, для обеспечения упражнения с соответствующей тягой. То есть отсутствует единая трособлочная система, связывающая верхний и нижний блоки. Помимо этого тренажер предусмотрен для очень узкого круга видов упражнений, а именно, направленных только на увеличение мышечной массы верхней части тела, например, рук и спины. Упражнения, целью которых является, например, тренировка или растягивание мышц и суставов, например, коленного и тазобедренного суставов, и даже плечевого сустава, невыполнимы на данном тренажере из-за следующих конструктивных недостатков: наличия компенсирующих стропов и блоков, не предусмотрен способ и метод крепления троса с установленным весом к нижней конечности пользователя, отсутствие трособлочной системы с верхним и нижним блоками, отсутствие альтернативного способа задания требуемой нагрузки. С точки зрения эксплуатации, тренажер, имея представленную конструкцию, не предусмотрен для самостоятельных занятий, а исключительно в присутствии тренера и специалиста. Также существенное неудобство представляет то, что в процессе использования требуется постоянная смена и переустановка стропов и крепления троса. И основным недостатком тренажера является его неуниверсальность в отсутствии возможности тренировки и растягивания суставов и мышц нижней части тела, например, коленного и тазобедренного суставов, икроножных мышц, мышц бедра, поясничных мышц и спины.
В случае непредусмотренного данным тренажером использования для упражнений для нижней части тела, например, ног пользователю необходима помощь тренера. Таким образом, для начала упражнения тренеру нужно с большим усилием потянуть за трос с выбранным весом и опустить свободный конец троса с креплением до уровня пола, после чего помочь закрепить пользователю конец троса к ноге. При начале упражнения, прикрепленный к ноге пользователя, трос с грузом рывком опускается вниз, что может причинить травму пользователю. Для окончания упражнения, пользователю также необходима помощь тренера, который поможет удерживать на уровне пола, натянутый под тяжестью груза, трос и снять крепление с ноги пользователя. Также очевидна сложность в экстренном завершении упражнения, так как самостоятельно пользователь неспособен отсоединить от своей ноги натянутый трос с грузом. Таким образом, данный тренажер, как наиболее близкий аналог изобретения, является крайне травмоопасным для упражнений нижней части тела.
В отличие от наиболее близкого аналога, в заявляемом тренажере устранены все недостатки, модифицирована и улучшена, а также разработана уникальная простая в использовании и с инженерной точки зрения конструкция, позволяющая тренировать, растягивать и поддерживать в тонусе все группы суставов и мышц как верхней, так и нижней частей тела. Тренажер обладает улучшенными эксплуатационными и Техническими характеристиками.
Тренажер выполнен с единой трособлочной системой, состоящей из одного троса и соединяющего один верхний и один нижний блок. Причем блоки выполнены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Трособлочная система напрямую соединена с верхним и нижним блоками и с грузом. А также подъем груза тягой троса через верхний или нижний блоки осуществляется прямой линейной зависимостью. Учтено также отсутствие в наиболее близком аналоге вертикальных направляющих для перемещения груза.
Возможности заявляемого тренажера благодаря наличию средства автоматического перемещения груза позволяют автоматически перемещать груз, задавая и фиксируя исходное положение груза и натяжение троса, необходимые для упражнений, направленных на укрепление и восстановление суставов, мышц и трофики тканей. А именно, для указанных упражнений необходимо, чтобы в момент начала упражнения, груз находился в поднятом состоянии, а не в состоянии покоя, а трос при этом должен быть натянутым. То есть при начале упражнения, после закрепления свободного конца троса к части тела пользователя, например, к ноге в области голеностопного сустава, трос должен вытягивать и растягивать тягой вверх прикрепленную часть тела, а груз тянуть вниз. Также при каждом сгибании и повороте прикрепленной к тросу части тела, трос должен вытягивать ее вверх. А в начале упражнения, после закрепления свободного конца троса, например, к ноге пользователя, средство автоматического перемещения груза позволяет исключить резкий рывок троса с грузом, удерживаемого ногой пользователя, вверх, а именно после нажатия кнопки на пульте управления средство автоматического перемещения груза плавно, опускается вниз, снимая поддержку груза, удерживаемого пользователем. Соответственно, пользователь ощущает плавное и постепенное перемещение нагрузки на часть тела после присоединения свободного конца троса с грузом в начале упражнения. Также постепенно происходит снятие нагрузки с ноги пользователя в конце упражнения по мере медленного поднятия средства автоматического перемещения груза. Как видно из вышесказанного средство автоматического перемещения груза учитывает все особенности указанных упражнений.
Одновременно, с функциональной точки зрения и удобства эксплуатации, средство автоматического перемещения груза поднимает груз, стравливает и опускает трос до уровня пола, позволяя пользователю спокойно занять исходную позицию для упражнения и самостоятельно прикрепить трос к любой части тела, например, к ноге в области голеностопного сустава. Автоматическое перемещение груза не требует дополнительных физических усилий со стороны пользователя. Также для работы на данном тренажере не требуется помощь и содействие тренера или вторых лиц с целью прикрепления троса с грузом, например, к ноге пользователя, что позволяет выполнять упражнения на тренажере абсолютно самостоятельно. Наличие средства автоматического перемещения груза делает заявляемый тренажер безопасным в использовании и предупреждающим травмоопасные ситуации при выполнении упражнения.
Исходя из выше сказанного, заявляемый тренажер универсален для всех групп мышц, суставов и сухожилий как верхней, так и нижней частей тела. Тренажер предназначен для упражнений, направленных на лечебные, восстановительные и профилактические цели, а также для упражнений, целью которых является увеличение мышечной массы и формирование мышечного корсета.
В настоящем описании изобретения представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения. В нем могут быть сделаны изменения, в пределах заявляемой формулы, что дает возможность его широкого использования.