Нагрузочное устройство для спортивных тренажеров

 

Изобретение относится к спортивной технике для занятий физической культурой и может быть использовано для проведения тренировок с дозированием физических нагрузок . Цель изобретения - упрощение конструкции нагрузочного Устройства. Благодаря расположенному между подшипниками кольцевому электромагниту и заполненному магниторелоогическрй смазкой внутренней полости подшипников, при подключении обмотки электромагнита к регулируемому источнику питания в полостях, заполненных смазкой, создается магнитное поле переменной напряжённости. С увеличением напряжения на обмотке электромагнита увеличивается напряженность магнитного поля, а вместе с ней вязкость смазки и сопротивление проворачиванию вала, который жестко связан с внутренними обоймами подшипников. В корпусе 1 нагрузочного устройства размещен вал 2. на котором стянуты подшипники 3 при помощи торцевых втулок 4. Между подшипниками 3 расположен электромагнит 5. Внутренняя полость подшипников заполнена магнитореологической смазкой 6. которая равномерно смачивает ролики 7, кольца 8 подшипников 3. Элементы корпуса 1 и его крепежные изделия 10, торцевые втулки 4 и стягивающие их винты 9, а также дополнительные втулочные и корпусные кольца 11 выполнены из магнитомягкой стали. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з А 63 В 21/005

Е9,0s SK

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKÍT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :ь ЗЮЧ Л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4697936/12 (22) 13;06.89 (46) 15.03.92, Бюл, М 10

4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт по спортивным изделиям и Совместное предприятие "Инпрогресс" (72) Е,А.Духовской, Д.B.Орлов и 5.И.Смолин (53) 685,6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1139451, кл. А 63 В 23/02, 1989; . (54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

СПОРТИВНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ (57) Изобретение относится к спортивной технике для занятий физической культурой и может быть использовано для проведения тренировок с дозированием физических нагрузок. Цель изобретения — упрощение конструкции нвгрузочного -устройства.

Благодаря расположенному между подшипниками кольцевому электромагниту и заполненному магниторелоогической смазкой

Изобретение относится к спортивным тренировочным устройствам, в частности к нагрузочным регулируемым узлам силовых тренажеров, и может быть использовано как для общефизической подготовки физкультурников, так и для тренировки спортсменов.

Цель изобретения. - упрощейие конструкции нагрузочного устройства. Эта цель достигается тем, что s нагрузочном устройстве, содержащем регулировочный источник питания, вал с установленным на нем

„„Ж„„1718987 А1 внутренней полости подшипников, при подключении обмотки электромагнита к регулируемому источнику питания в полостях, заполненных смазкой. создается магнитное поле переменной напряженности. С увеличением напряжения на обмотке электромагнита увеличивается напряженность магнитного поля, а вместе с ней вязкость смазки и сопротивление проворачиванию вала, который жестко связан с внутренними обоймами подшипников. 8 корпусе 1 нагрузочного устройства размещен вал 2, на. котором стянуты подшипники 3 при помощи торцевых втулок 4; Между подшипниками 3 расположен электромагнит 5. Внутренняя полость подшипников заполнена магнитореологической смазкой 6, которая равномерно смачивает ролики 7, кольца 8 подшипников 3. Элементы корпуса 1 и его крепежные изделия 10, торцевые втулки 4 и стягивающие их винты 9, а также дополнительные втулочные и корпусные кольца 11 выполнены из магнитомягкой стали. 2 ил. тормозным механизмом, тормозной механизм выполнен в виде установленных на валу с помощью торцевых втулок подшип-. ников, внутренние обоймы которых жестко связаны с торцевыми втулками, и размещенного между подшипниками кольцевого электромагнита, который вместе с внешними обоймами подшипников прикреплен к корпусу тормозного механизма; при этом корпус тормозного механизма и торцевые втулки выполнены из магнитомягкой стали, а внутренняя полость подшипников заполнена магнитореологической смазкой, при1? 18987 чем обмотка электромагнита соединена с регулируемым источником питания..

Для обеспечения эффективного регулирования режимов нагружения тормозной механизм выбран аксиального типа. Благодаря расположенйомуг между подшипниками кольцевому электромагниту и заполненной магнитореологической смазкой внутренней полости подшипников, при подключении обмотки электромагнита к регулируемому источнику питания в полостях, заполненных смазкой„создается магнитное поле переменной напряженности. С увеличением напряжения на обмотке электромагнита увеличивается напряженность магнитного поля, а вместе. с ней вязкость смазки и сопротивление проворачиванию вала, который жестко связан с внутренними обоймами подшипников. При уменьшении напряжения на обмотке электромагнита сопротивление проворачиванию вала падает и физическая нагрузка на спортсмена .ос.лабляется. Чтобы снизить влияние остаточной намагниченности стальных деталей нагрузочного устройства(эффект гистерезиса), что особенно проявляется при получении минимальных нагрузок, части корпуса и торцевые втулки изготовлены из магнитомягкой стали. Линейность регулировочной характеристики электромагнита в целом (вместе с узлами и деталями нагрузочного устройства) увеличивается, а диапазон плавного изменения тормозящего усилия расширяется, Таким образом, определенному уровню напряжения регулируемого источника питания соответствует нормированная величина сопротивления усилию спортсмена, затрачиваемому им на проворачивание вала, Регулируемый источник питания, в просТоМ варианте, представляет собой стабилизатор постоянного напряжения с регулируемым пороговым уровнем стабилизации. Требуемый в определенный момент уровень стабилизации устанавливается ли.бо переключателем с ручным приводом, либо автоматически, отслеживанием задаваемых тренером рекомендуемых уровней тренировочной программы с помощью управляющего блока, имеющего обратную связь с тренирующимся спортсменом. Эта связь осуществляется применением riyn ьсоизмерительной цепи, включающей пульсовый датчик с цифровым преобразователем и компаратор, выполненный s виде арифметическогоо-логическогр устройства (АЛ У).

На фиг,1 представлен общий вид нагрузочного устройства; на фиг.2 —. структурная схема управляющего блока.

Нагрузочное устройство размещено в корпусе 1. На валу 2 устройства установлен узел вращения, который представляет собой пару подшипников 3, стянутых торцевы5 ми втулками 4. Между подшипниками 4 расположен электромагнит 5. Внутренняя полость подшипников заполнена магнитореологической смазкой 6, которая обычно равномерно смачивает ролики 7 и.поверхно10 сти внешнего.и внутреннего колец 8 подшипника 3. Все элементы нагрузочного устройства, кроме вала 2, роликов 7 и колец подшипников (обойм) 8, выполнены из магнитомягкой стали. Винты. 9, стягивающие

15 торцевые втулки 4, крепежные корпусные изделия 10, а также образующие внутреннюю полость подшипников дополнительные втулочные и корпусные кольца. в обмоточной части электромагнита (на фиг.1

20 обозначены позицией 11) аналогично указанным выше выполнены из магнитомягкой стали. Выводами 12 обмотка электромагнита 5 подключена к регулируемому источнику питания (управляющему блоку) 13. На

25 выходе управляющего блока t3 включен генератор (ГУН) управляющих напряжений (фиг.2). Вход ГУН соединен с выходом АЛУ, на входы которого поданы сигналы с генератора опорного импульса {ГОИ) и пульсоиз30 мерительной цепи. состоящей из пул ьсового датчика(ПД), счетчика (Сч) и аналого-цифрового преобразователя (ЦП).

Нагрузочное устройство работает следующим образом; С помощью корпусного

35 крепежа 10 нагрузочное устройство устанавливается, например, на раме велотренажера так, чтобы закрепленные на концах вала 2 педали составляли педальный привод. Когда на обмотку электромагнита 5 не

40 подано .напряжение от регулируемого источника питания 13, магнитореологичеекая смазка 6 снижает коэффициент трения при вращении вала 2, т.е. выполняет роль обычной смазки. При подаче на обмотку электро45 магнита 5 напряжение от регулируемого источника питания 13 под действием магнитного поля электромагнита 5 магнитореологическая смазка 6 загустевает, коэффициент тренйя при вращении вала 2

50. Увеличивается, а вместе в ним растет и фи зическое усилие спортсмена на проворачивание вала 2. Выбирая . уровень напряженности магнитного поля электромагнита 5 при помощи регулируемого источ55 ника питания 13, устанавливается . требуемый тренировочный режим физического упражнения, При автоматическом отслеживании нагрузочного режима сигналы

ПД, который закреплен на теле спортсмена (как правило на одной из конечностей), пре1718987 образуются в Сч сначала в прямоугольные .импульсы, соответствующие временным пульсовым интервалам, причем учащенному пульсу (большее количество пульсовых импульсов за фиксируемый временной отрезок, например в 5 с) соответствует более широкий пульсовый интервал, что достигается включением на выходе стробируемого

Сч-интегрирующего фильтра. Затем временные пульсовые интервалы оцифровываются в ЦП и поступают на вход АЛУ. На втором входе АЛУ в цифровом виде, аналогично указан ному выше, имеется сформированный в ГОИ эталонный (опорный) сигнал, АЛУ, включенное на вычитание, подает на

ГЧН управляющие сигналы. Так как опорный сигнал всегда больше, например, соответствует практически недостижимому спортсменом пульсовому ритму в 300 ударов, то при уменьшении разницы между сигналами на выходе АЛУ, что соответствует росту нагрузки на тренажере, а также nynbсового интервала, ГУН генерирует меньшее управляющее напряжение, снижает напряженность магнитного поля электромагнита

5 и облегчает режим тренировки.

Простота установки нагрузочного устройства при минимальных габаритах и.весе делает устройство универсальным средством и позволяет расширить круг занимаю5 щихся путем включения-его в тренажерные комплексы различных видов.

Формула изобретения

Нагрузочное устройство для спортивных тренажеров, содержащее регулируе10 мый источник питания, вал с установленным на нем тормозным механизмом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, тормозной механизм выполнен з виде установленных на валу с по15 мощью торцевых втулок подшипников, внутренние обоймы .которых жестко связаны с торцевыми втулками, и установленного между подшипниками кольцевого электромагнита, который вместе с внешними обой20 мами подшипников прикреплен к корпусу тормозного механизма, при этом корпус тормозного механизма и торцевые втулки выполнены из магнитомягкой стали. а внутренняя полость подшипников заполнена

25 магнитореологической смазкой, при этом обмотка электромагнита соединена с регуР лируемым источником питания;

1718987

Составитель Е.Духовской

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал . Корректор М.Кучерявая

Заказ 720 Тираж . Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101