Нагрузочное средство спортивного тренажера

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5п 4 А 63 В 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ g

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ,) 4.

k (54) НАГРУЗОЧНОЕ СРЕДСТВО СПОРТИВНОГО ТРЕНАЖЕРА (57) Изобретение позволяет повысить эффективность тренировки путем обеспечения постоянного усилия по всей (21) 4071078/28-12 (22) 26.05.86 (46) 30.04.88.Бюл. У 16 (71) Институт кибернетики им. В.М.Глушкова (72) Г.А.Коноплянко, В.В.Смирнов и А.П.Рябов (53) 685.648(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1313462, кл. А 63 В 69/00, 1985.

„„SU„„1391666 А1 амплитуде движения, Устройство содержит взаимно перпендикулярные направляюшие 9 и 10. На одной из них закреплена ось 7 шарнирного ромбического механизма. Оси других шарниров этого механизма установлены на направляющих через ползуны. Последние имеют опорные элементы 13 и 14 для связи с выходным органом тренажера.

По диагоналям ромбов установлены разнонаправленного действия пружины 11 и 12. Они охватывают направляюшие.

Устройство позволяет обеспечивать тренировку как на растяжение ромбов, так и на сжатие их. 1 s.ï. ф-лы, 4 ил.!

39!! ее

Изобретение относится к спортивным тренировочным устройствам цля развития и укрепления мускулов и может быть использовано как цля обще5 физической подготовки физкультурников, так и цля тренировки спортсменов, Целью изобретения является Ilosbl» шение эффективности тренировки путем обеспечения постоянного усилия по всей амплитуде движения, На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое средство нагрузки, общий виц; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 — расчетная схема усилии н ромбе; на фиг.4 — графики результатов расчета.

Средство для создания нагрузки содержит многорамконую шарнирную 20 ромб иче ск ую к он с т рук цию (в озможно использование и оцнорамконой, в цанном случае использована цвухрамковая ), состоящую из ребер 1 — 3, сочлененных между собой посредством 25 цилинцрических шарниров 4 — 8. Между цент ральным шарниром 7 и крайними шарнирами 4 и 8 и процольной плоскости (фиг. 1,I установлены направляющие 9, закрепленные на шарнире 7 и 30 пропущенные н направляющее отверстие полэунов, связанных с шарнирами 4 и

8. Аналогичным образом между шарнирами 5 и 6 каждого ромба н поперечной плоскости установлены напранляю35 шие 10, закрепленные «а ползунах, связанных с шарнирами 5 и пропущенные в направляющее отверстие шарниров 6. На направляющих 9 и 10 установлены разнонаправленные пружины 40

11 и 12, например, пружины !! - растяжения, а пружины !2 — сжатия (или наоборот: пружины ll — сжатия, а пружина 12 — растяжения). На полэунах, связанных с шарнирами 4 и 8, выпол- 45 иены опоры 13 и 14 крепления цля связи с выходным органом конкретного тренажера.

Средство нагрузки работает следующим образом.

Средство прецнаэначено цля работы в двух режимах: нагруженного возвратного сжатия средства между опорами крепления 13 и !4 и нагруженного возвратного растяжения срецстна меж55 цу этими опорами крепления, В режиме сжатия средства действие обеих пружин - продольной пружины 12 сжатия и поперечной пружины ll растяжен..я — направлено в оцну и ту же сторону на складывание ромба в процольном направлении. Рассмотрим действие этих двух пружин в зависимости от полуугла разцнига ромбов о (фиг.3), а значит и от расстояния складывания механизма по нертикали (в продольном направлении) 1 (фиг.l).

Действие поперечной пружины ll растяжения следующее.

HeðòHêàëüHóâ составляющую усилия пружины 11 (N,) можно разложить на цве составляющие (n,), направленные вдоль ребер 1 ромба, т.е.

Эта вертикальная состанляющая усилия (N Ä) обеспечивается растяжением поперечной пружины 11 (Е „ „) согласно выражению

2 -и „ sin 4 = > „,, (2) которое само по себе определяется величиной растяжения (х) пружины 11 и ее коэффициентом жесткости (К „): (3) } пр-l причем растяжение пружины (x) определяется из кинематики ромба: (4) х = 2. }. -.-:in (, гце 1 — цлина ребра 1.

Из (1) - (4) имеем: (7) пр. г ". г У °

Причем сжатие пружины (у) иэ кинематики ромба определяется:

I g = 2 . }:, 1 c usa(, (5) т.е. продольная составляющая (N,) нлияния одной поперечной пружины 11 уменьшается при увеличении угла от 0 цо 90 по закону cos cl(фиг.4).

Для компенсации умеьшения процольной составляющей N„ поперечной пружины ll растяжения введена вторая пружина 12 сжатия, установленная в продольной плоскости ромба.

Действие пружины 12 сжатия следующее.

Усилие с пружины 12 (}".„рг) сонпадает по направлению с процольной составляющей (N >) от ее действия:

} пр.гэ (б) которое само по себе определяется величиной сжатия (y) пружины 12 с ее коэффициентом жесткости (} г):.1391666

У = 2 .Ь .(1 — сс".0). (8) Hs (7) и (8) имеем:

Fq 2 Z К (1 — ros(x ). (9) 5

Суммарное усилие двухпружинного средства

1 1, + > ар,, (!0)

10 дейс тв ия пружин к опо направлению, оп), (6), (9) и (10):

И=и, +N обе составляющие торого совпадают ределяется иэ (5

N = 2. Ь (К, cosoI + К (1 — cosa() (11) !

Таким образом, если выполнить пружины ll и 12 с одинаковым коэффициентом жесткости K = К = К, то из (11) имеем: 20

N = 2 1 -К = const, (12), что графически представлено на фиг. 4, т.е. получим полностью постоянную нагруэочную характеристику средства вне зависимости от угла (o() раэдвига ромба, что то же самое - от величины (1) сплющивания ромбического механизма, будь то одинарный шарнирный ромб двойной тройЭ t 30 ной или т.д.

В данной двухромбовой конструкции результирующее постоянное усилие нагрузки (Nj будет в два раза больше по величине из-за двух пружин сжатия и двух пружин растяжения. Его можно уменьшить в два раза, сняв пружины в одном из ромбов, а также обеспечить плавную регулировку усилия нагрузки, смещая начало действия пружин, например, регулировочными

40 винтами по широко известной конструкции или плавно регулируя коэффициент жесткости пружин (не показано), а также обеспечить любую форму непос45 тоянной нагрузки — увеличение или уменьшение результирующего усилия от угла раздвига ромба теми же регулировочными винтами, в неодинаковой степени изменяя начальные и конечные значения усилий Il u N (фиг.4). 50

Второй режим — растяжения средства. Если пружины 11 и !2 в каждом ромбе взаимно поменять местами, то, очевидно, весь механизм теперь от также однонаправленного действия этих пружин, но в другую сторону, будет стремиться сам сплющиться, обеспечивая при этом стягивающее выходное усилие нагрузки в его продольной плоскости между креплениями 13 и 14 в обратном направлении, т.е, на растяжение шарнирного механизма в его продольной плоскости. Металлический анализ этого процесса будет аналогичным, только с отрицательными значениями продольных составляющих усилий пружин.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным повышает постоянство нагруэочного усилия от величины смещения в выходном органе до его полного постоянства, причем с возможностью изменения направления нагрузки на противоположную, с действием нагрузки как в преодолеваемом режиме, так и уступающем по.выбору в ту или иную сторону.

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

1. Нагрузочное средство спортивного тренажера, содержащее по меньшей мере один шарнирный многозвенник, связанный с выходным органом тренажера, и пружины, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности тренировки путем обеспечения постоянного усилия по всей амплитуде движения, оно снабжено взаимно перпендикулярными направляющими, шарнирный многоэвенник выполнен ромбическим, одна из осей его шарниров закреплена на одной из направляющих, а остальные оси шарниров установлены на них с возможностью перемещения посредством ползунов, при этом пружины размещены по диагоналям ромба с охватом направляющих и выполне ны с противоположным направлением усилия.

2. Средство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что полэуны снабжены опорными элементами для обеспечения связи с выходным органом тренажера.

1391666

4-A

Фиг. Я

1391ббб фи8, 4

Составитель Н.Володина

Техред И.Верес

Корректор В.Бутяга

Редактор Э. Слоган

Заказ !841/8

Подписное

Тираж 411

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4