СПОРТИВНЫЙ ТРЕНАЖЕР
SPORT SIMULATOR

Область техники
Изобретение относится к устройствам для гимнастических упражнений, а именно тренажеру, предназначенному для скоординированной тренировки сухожилий и мышц различных частей тела при статических нагрузках, который ориентирован на широкий круг пользователей, желающих укрепить свою мышечную систему в процессе участия в компьютерной игре. Может быть использован как опытными спортсменами, так и лицами, страдающими заболеваниями опорно-двигательного аппарата, для улучшения работы различных мышечных групп.
Предшествующий уровень техники
Известен тренажер, включающий сиденье, вертикальные стойки, ручки для кистевого хвата, упоры для фиксации бедер, подлокотники, планки, площадку для стоп (RU 2401150 C1, 10.10.2010).
Недостатком известного тренажера является отсутствие возможности тренировки сухожилий и мышц различных частей тела при статических нагрузках, кроме этого отсутствует визуализация результатов тренировки, позволяющая осуществлять сбор информации, принятие решений по коррекции в масштабе реального времени направлений и амплитуд нагрузок.
Раскрытие изобретения
Задача заявленного изобретения направлена на создание спортивного тренажера, нагружающего мышечную массу тела в полную силу, не касаясь суставных областей, повышающего плотность костной ткани (укрепление суставов), исключающего уменьшение потери мышечной ткани и травмирование костей за счет использования статических нагрузок и позволяющего производить оценку результатов тренировки сухожилий и мышц различных частей тела при статических нагрузках.
Технический результат заключается в повышении качества тренировки сухожилий и мышц различных частей тела при статических нагрузках за счет получения результатов в реальном времени от размещения датчиков опорных реакций (напряжений) на всех элементах тренажера в различных комбинациях в зависимости от предпочтений тренирующегося.
Технический результат достигается тем, что в известном тренажере для тренировки частей тела человека, содержащем кресло со спинкой, сиденьем и подлокотниками; согласно заявленному изобретению каждый из подлокотников расположен на первой и второй вертикальных стойках, в свою очередь закрепленных по боковым краям сиденья кресла; также ручки для кистевого хвата снабжены рукоятками с фиксаторами положения запястья и жестко связаны с подлокотниками кресла посредством планок; пластины для упора бедер расположены на передних ножках кресла; площадка для ступней расположена параллельно сиденью и связана с торцами передних ножек, ограничители горизонтальных перемещений ступней ног размещены на площадке, также имеются ограничители вертикального перемещения ступней ног; локтевые ограничители, закрепленные на подлокотниках кресла, фиксирующие ленты, блок регистрации и обработки информации о параметрах перемещения, включающий аналого-цифровой преобразователь, подключенный к персональному компьютеру с монитором, связанные с преобразователем датчики давлений и датчики напряжений, причем датчики напряжений размещены на противоположных поверхностях и торцах планок и по периметру ручек, на противоположных поверхностях пластин для упора бедер, на ограничителях горизонтальных перемещений ступеней, на внутренней и наружной поверхностях спинки кресла, на обращенных друг к другу участках поверхности вторых вертикальных стоек, расположенных ближе к спинке кресла, закреплен датчик напряжений, а на участке поверхности каждой из вертикальных первых стоек, расположенной дальше от спинки кресла, обращенном к стойке, расположенной ближе к спинке, закреплен первый датчик напряжений, а на противоположном участке первой стойки закреплен второй датчик напряжений.
В качестве датчиков напряжений могут быть использованы тензометрические датчики.
Ограничители горизонтального перемещения ступней ног могут быть выполнены в виде металлических пластин.
Пластины для упора бедер могут быть выполнены из металла и размещены с возможностью вертикального перемещения вдоль передних ножек кресла.
Передние ножки могут быть связаны с задними ножками горизонтальными элементами жесткости.
Ограничители вертикального перемещения ног могут быть выполнены в виде ремня с креплением «липучка».
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен общий вид тренажера.
На фиг.2 представлена установка датчиков напряжений.
На фиг.3 представлено крепление датчиков напряжений на ручке.
На фиг.4 представлено крепление датчиков напряжений на подлокотнике и планке.
На фиг.5 представлено крепление датчиков напряжений на упоре для бедра и на спинке кресла - вид сверху.
На фиг.6 представлено крепление датчиков напряжений для ступени левой и правой - вид сверху.
Варианты осуществления изобретения
Тренажер для тренировки частей тела человека содержит кресло со спинкой 1, сиденьем 2 и подлокотниками 3. Каждый из подлокотников 3 расположен на первой и второй вертикальных стойках 4 и 5, в свою очередь закрепленных по боковым краям сиденья 1 кресла. Ручки 6 для кистевого хвата снабжены рукоятками с фиксаторами положения запястья (не показаны) и жестко связаны с подлокотниками 3 кресла посредством планок 7 (фиг.4). Металлически пластины 8 для упора бедер расположены на передних ножках (не показаны) кресла с возможностью вертикального перемещения вдоль передних ножек кресла. Площадка 9 для ступней расположена параллельно сиденью 2 и связана с торцами передних ножек. Ограничители 10 горизонтальных продольных и поперечных перемещений правой и левой ступней ног размещены на площадке 9 и могут быть выполнены из металлических пластин. Ограничители вертикального перемещения правой и левой ступней ног представляют собой ремень на липучке. Локтевые ограничители 11 закреплены на подлокотниках 3 кресла. Блок регистрации и обработки информации о параметрах перемещения включает аналого-цифровой преобразователь, подключенный к персональному компьютеру с монитором (не показаны), связанные с преобразователем датчики давлений (не показаны) и датчики напряжений 12, в качестве которых могут быть использованы тензодатчики. Датчики 12 напряжений размещены на противоположных поверхностях и торцах планок 7 и симметрично по периметру ручек 6, на противоположных поверхностях пластин 8 для упора бедер, на ограничителях 10 горизонтальных перемещений правой и левой ступеней, на внутренней и наружной поверхностях спинки 1 кресла, на обращенных друг к другу участках поверхности вторых вертикальных стоек 5, расположенных ближе к спинке 1 кресла, закреплено по одному датчику напряжений 12, на участке поверхности каждой из вертикальных первых стоек, расположенной дальше от спинки кресла, обращенном ко второй стойке 5, расположенной ближе к спинке 1, закреплен первый датчик 13 напряжений, соответственно на участке каждой из вертикальных первых стоек 4, обращенном к участку с закрепленным первым датчиком 13, закреплен второй датчик 14 напряжений. Передние ножки кресла могут быть связаны с задними ножками горизонтальными элементами жесткости. Ограничители вертикального перемещения ступней ног выполнены в виде ремней с креплением «липучка». Датчики давления могут быть размещены под ограничителями правой и левой ступней ног, фиксирующие ленты расположены на спинке кресла и на пластинах для упора бедер.
За счет электронного измерения усилий обеспечивается вывод динамической картинки, отражающий прикладываемые усилия на монитор компьютера, что позволяет обеспечить биологическую обратную связь и управление компьютерными образами в реальном времени, что коренным образом изменяет как мотивацию, так и ощущения тренируемого. Установка датчиков 12 напряжений производится следующим образом. Датчики 12 напряжений и датчики 13 и 14 напряжений (тензодатчики) крепятся в местах установки с двух сторон, чтобы измерять напряжения, возникающие при изгибе как в одну, так и в другую стороны. Кроме того, они устанавливаются симметрично для левой стороны тела и для правой. Крепление датчиков 12 на ручке 6 производится следующим образом. Сама рукоятка делается с фиксаторами положения запястья. Датчики 12 устанавливаются с четырех сторон, чтобы измерять возникающие напряжения по всем четырем направлениям возможного изгиба. Крепление датчиков 12 на подлокотниках производится следующим образом. Обеспечивается ограничение и измерение прикладываемых усилий при попытке поднять рукоять, используя в качестве рычага предплечье (вверх или вниз - датчики 12 (A1 и A2) или влево, вправо - датчики 12 (A3, A4). При движении предплечья вперед или назад используются датчики 12 (14(A5) и 13(A6)), а при отклонении плеча в сторону - датчик 12 (A7). Изобретение представляет собой аппаратно-программный комплекс, включающий специализированное кресло и монитор компьютера. Компьютер с монитором (как демонстрационного игрового элемента тренировки) связан дистанционно с датчиками кресла. Информация со всех датчиков 12, 13 и 14 дистанционно поступает в компьютер, где она обрабатывается и преобразуется в видеообразы, которые участвуют в условной компьютерной игре. Прикладываемые в кресле усилия преобразовываются в простые легко интерпретируемые сигналы с аналогичными усилиями условного героя игры. Целью игры может быть простая или усложненная игра с определенным объективным отражением физических возможностей тренирующегося в динамике с учетом достижений на любом отрезке времени с элементами статистической обработки. Это позволяет его хорошо мотивировать и отражать его текущее физическое состояние с целью его фиксации и анализа динамики изменений в зависимости от количества тренировок прикладываемых физических и волевых усилий. Хорошая игровая мотивация в зависимости от качества игры и психологических особенностей и предпочтений тренирующегося позволяет существенно быстрее достичь результата - физической силы, реакции, выносливости. Вся информация о тренировках накапливается для сравнительного анализа и предоставления информации о тренировках в удобной и наглядной форме, что позволит оценить и сравнить уровень развития отдельных мышц и сухожилия, а также видеть свое физическое состояние, «положение» относительно других тренирующихся в зависимости от пола, возраста, роста, веса, игры и других имеющихся в компьютере характеристик (успехи в конкретной игре, длительность тренировок и многие другие параметры, которые можно искусственно создать для формирования нужных стимулов и создания атмосферы успеха). Крепление датчиков в пластине для бедра. Направления усилий указаны стрелками - налево и направо. Датчики 12 (А8) используются для измерения усилий по отклонению бедра в стороны (влево или вправо), а датчики спинки кресла 12(А9) используются для измерения усилий групп мышц пресса, спины и бедер при попытке отклонить спину назад или подать ее вперед. Спинка 1 кресла крепится к спине тренирующегося ремнями перекрестно - от левого плеча к правому поясу и от правого плеча к левому поясу. Крепление датчиков 12 на пластинах для ступни (левой и правой), вид сверху производится следующим образом. Кроме того, под пластинами подошвы ног дополнительно установлены датчики давления. Металлические ограничители движения ступни (вперед, назад, влево и вправо) с установленными датчиками 12 крепятся на площадке 9 (на общей пластине). От вертикальных перемещений ступни ограничивает ремень на липучке.
Промышленная применимость
Тренажер предназначен для тренировки сухожилий и мышц при статических нагрузках. Так называемые изометрические нагрузки и упражнения. Тренажер позволяет тренировать сухожилия и мышцы различных частей тела на основе статических усилий, прикладываемых различными частями тела к частям кресла, ограничивающим объем движения.