Велотренажер

 

Сущность изобретения: устройство содержит две вращающиеся платформы 1 с закрепленными на осях велосипедами 2, приводятся во вращение исполнительным двигателем 19 через ведущую шестерню 4. Платформы 1 частично перекрыты экраном 5. Педали велосипедов кинематически связаны с датчиками скорости 8 и 9, выходы которых через накапливающие счетчики 10 и 11 соединены с входами блока программ 12 и через управляемые делители частоты 13 и 14с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 15. Нагрузка на ведущие колеса велосипедов задается блоком программ 12, код реверсивного счетчика 15 поступает на индикаторы 3. установленные на велосипедах 2, а также преобразуется в биполярное напряжение с помощью цифроаналогового преобразователя 16, которое через дифференцирующее звено 17 и ключ 18 поступает на вход исполнительного Двигателя 19. Ключ 1В управля ется триггерЪм 20. первый вход которого соединён с выходом обнуления реверсивного счетчика 15, а второй-с выходом датчика положения. Датчик положения выполнен в виде пары источник 6 - приемник 7, причем источник 6 расположен по периметру одной из платформ 1 против велосипеда 2. а емник 7 расположен на линий, параллельной экрану 5 и проходящей через центр платформы 1 с источником 6. 2-112-15-1б- 17-18-19; 8-10-12; 9-11-12; 8-13-15; 9- 14-15; 15-20-18; 7-20,1 з.п. ф-лы. 2 ил. k

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з А 63 В 69/16 В

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4822205/12 (22) 03.05.90 (46) 30.04.93. Бюл. М 16 (71) Научно-производственное объединение

"Сейсмотехника" (72) В.Г.Бинкин, В.В.Бокитько и Т.И.Козусе. ва (56) Авторское свидетельство СССР

М 995832, кл. А 63 В 69/16, 1981. (54) ВЕЛОТРЕНАЖЕР (57) Сущность изобретения: устройство со. держит две вращающиеся платфврмы 1 с закрепленными на осях велосипедами 2, приводятся во вращение исполнительным двигателем 19 через ведущую шестерню 4.

Платформы 1 частично перекрыты экраном

5. Педали велосипедов кинематически связаны с датчиками скорости 8 и 9, выходы которых через накапливающие счетчики 10 и 11 соединены с входами блока программ

12 и через управляемые делители частоты 13 и 14 с суммирующим и вычитающим входа-2 ми реверсивного счетчика 15. Нагрузка на ведущие колеса велосипедов задается блоком программ 12, код реверсивного счетчика 15 поступает на индйкаторы 3, установленные на велосипедах 2, а также преобразуется s биполярное напряжение с помощью цифроаналогового преобразователа 16, которое через дифференцирующее звено 17 и ключ 18.поступает на вход исполнительного двигателя 19. Ключ 18 управляется триггером 20, первый вход которого соединен с выходом обнуления реверсивного счетчика 15, а второй — с выходом датчика положения. Датчик положения выполнен в виде лары источник 6 — приемник 7, причем источник 6 расположен по йериметру одйой из платформ 1 против велосипеда 2, а при. емник 7 расположен на линии, параллель- ,: ной экрану 5 и проходящей через центр платформы 1 с источником 6. 2-12-15-1617-18-19; 8-10 — 12; 9-11-12; 8-13-15; 914 — 15; 15 — 20 — 18; -20. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

1811891

Изобретение принадлежит к трениро- Емкость реверсивного счетчика может вочным устройствам, в частности велотре- быть изменяемой,при моделировании гонки нажерам. по кругу(на велотреке) емкость счетчика t5

Цель изобретения — расширение функ- пропорциональна длине круга для имитациональных возможностей. 5 ции повторных обгонов. Для предотвращеНа фиг.1 изображена функциональная ния повторных обгонов более медленного схема велотренажера; на фиг,2 — пример соперника эа счет переполнения счетчика выполнения блока программ. 15 (сложное обнуление) емкость счетчика 15

Велотренажер содержит две выполнен- должна быть больше, чем код максимальноные в виде ведомых шестерен вращающие- 10 го отрыва(опережения) в расстоянии между ся платформы 1, велосипеды 2, индикаторы: спортсменами.

3, ведущую шестерню 4; экран 5, источник 6 Последовательно соединенные дешифи приемник 7 датчика положения, датчики ратор 22, блок памяти 25, ЦАП 30 и усилискорости8и 9, накапливающие счетчики 10; - тель мощности 32 образуют канал

" 11, блок программ 12, управляемые делите-. 15 управления нагрузкой одного велосипеда, ли частоты 13, 14, реверсивный счетчик 15; причем вход дешифратора 22 соединен с цифроаналоговый преобразователь 16, первым входом блока программ, а выход . дифференцирующее звейо 17, ключ 18, ис- усилителя мощности 32 соединен с первым полнительный двигатель.19,триггер 20. выходом блока программ. Идентичный каБлок программ содержиттаймер21, де- 20 нал управления нагрузкой другогь велосишифраторы22-.24,блоки памяти26-29, ЦАП педа образован последовательно

30,31, усилители мощности 32, 33.:... включенными дешифратором 24, блоком па"Велосипеды 2 с индикаторами 3 уста- мяти 26, ЦАП 31 и усилителем мощности 32, .. новлены на осях платформ 1, выполненных причем вход дешифратора 24 является втов виде шестерен,.кинематически связанных 25 рым входом. а выход усилителя мощности 33 с ведущей шестерней 4; Платформы чвстич- — вторым выходом блока программ, ноперекрываютсяэкраном5;Попериметру Выход таймера 21 соединен через деодной из платформ перед велосипедом рас- шифратор 23 с входами блоков памяти 27, . положен источник 6 датчика положения, 28, 29, выходы которых являются третьим, приемник 7 датчика расположен на лийии, 30 четвертым и пятым выходами блока про параллеланой экрану 5. -::..: грамм.

Велотренажер работает следующим об-.

Датчиги скорости (оборотов) 8 и 9 сое- разом. В блоке программ 12 устанавливаетдинены выходами с первыми (информаци- ся требуемый режим тренировки,.счетчики . онными) входами управляемых делителей 35 10, 11, 15 и триггер 20 обнуляются. Принучвстоты 13 и 14 и через счетчики.10 и.11 — с . дительным включением двигателя 19 платвходами блока программ 12..Первый и вто- формы с велосипедами устанавливаются в рой выходы блока программ 12,соединены с требуемое положение, Начало тренировки ведущими колесами велосипедов и по. этим (гонки) может задаваться звуковым сигна.связям передается требуемая нагрузка. 40 ломблока программ12.

Ф

Третий и четвертый выходы блока программ : При вращении педалей в счетчиках 10 и

12 соединены с вторыми (управляющими) 11 формируются коды, пропорциональные входами делителей частоты 13 и 14. По этим пройденным велосипедистами расстоянивыходам устанавливаются коэффициенты ям, а всчетчике 15- код, пропорциональный деленияделителейчастоты. Вйходыделите- 45 разности расстояний. Биполярный ЦАП 16 ля частоты 13 и 14 соединены с суммируЮ- формируют напряжение, величина которого щим и вычитающим входами реверсивного пропорциональна разности пройденных счетчика 15, с первого выхода которого ин- расстояний, а полярность напряжения неформация с разности пройденных расстоя- сет информацию о знаке разности. На выхоний поступает на индикаторы 3. 50 де дифференцирующего звена 17

Информация с второго входа реверсивного формируется напряжение, пропорциональсчетчика 15 через ЦАП 16,дифференцируя-: ное разности мгновенных скоростей. Нулещее звено 17; ключ 18 поступает на испол- вое состояние триггера соответствует нительный двигатель 19, кйнематически открытому состоянию ключа 18. пропускаюсвязанный с ведущей шестерней 4. Выход 55 щего сигнал дифференцирующего звена на обнуления реверсивного счетчика 15 соеди- исполнительный двигатель, При равенстве нен с первым входом триггера 20, второй скоростей спортсменов число импульсов, выход которого соединен с ариейником 7 поступающих на суммирующий и вычитаюдатчика положения, а выход.триггера соеди- щий входы счетчика одинаково, код счетчинвй с управляющим входом. ключа 18, ка 15 не изменяется. напряжение на выходе

1811891 младший (один или несколько) разряд счетчика к ЦАП не подключается или сам ЦАП 15 дополняется инерционным звеном. и платформы 1 в требуемом направлении, моделируется эффект обгона. При достаточ- 25

40

ЦАП постоянно, а ега производная — выходное напряжение дифференцирующего звена 17 — равна нулю, платформы неподвижны. Из-за несинхронности вращения педалей импульсы на входы счетчика 15 поступают неодновременно и при одинаковых мГновенных скоростях код счетчика может измениться на 1 младший разряд, на выходе дифференциатара 17 может появиться изменяющееся по знаку напряжение, вызывающее колебания .двигателя и платформы около устойчивого положения.

Для предотвращения колебаний системы

Если скорость одного из спортсменов превышает скорость другого, то код в счетчике 15 непрерывно нарастает, напряжение

ЦАП соответствующего знака увеличивается, на входе звена 17 формируется напряжение, пропорциональное разности скоростей, Двигатель вращает шестерню 4 но длительном превышении скорости одного спортсмена над скоростью другого, перемещающийся источник б в результате поворота платформ взаимодействует с приемникам 7, вырабатывается короткий импульс, перебрасывающий триггер 20 в единичное состояние, соответствующее разомкнутому состоянию ключа 18. Сигнал не поступает на двигатель, йлатфармы неподвижны, моделируется эффект ухода одного из спортсменов вперед — спортсмены разделены экраном 5 и не видят друг друга, Для повышения эффекта соревновательности информация а расстоянии между спортсменами с реверсивного счетчика 15 поступает на индикаторы 3, так, что спортсмены могут корректировать свою скорость в соответствии со скоростью соперника. Остановка двигателя и платформ решает три задачй исключается неблагоприятное воздействие вращения на спортсменов при длительных тренировках, уменьшается потребляемая мощность велотренажерам, а также исключается ложное моделирование эффекта обгона за счет кратковременного увеличения скорости отстающим спортсменам. Последующее включение двигателя и поворот платформ осуществляется лишь когда пройденные расстояния станут равны, что соответствует реальным условиям гонки.

Если отстающий спортсмен увеличивает скорость, сокращает разность расстояний до нуля и уходит вперед, код в счетчике

15 переходит через нулевое значение, сиг5

10 нал с его выхода обнуления устанавливает триггер 20 в нулевое состояние, сигнал пропорциональный разности скоростей с дифференцирующего звена поступает на двигатель, платформы поворачиваются, моделируется эффект обгона отстающим ранее спортсменом опережающего. При гонке по кругу (емкость счетчика 15 ограничена) если опережающий спортсмен обходит отстающего на круг, счетчик 15 переполняется и начинает считать с нуля, триггер 20 переключается, ключ 18 замыкается, моделируется эффект повторного обгона с последующей остановкой платформ при отрыве одного из спортсменов.

Блок программ 12 синхронизован счетчиками 10 и 11, поэтому может задавать нагрузку на велосипеды 2 в соответствии с пройденным расстоянием каждого спортсмена и в соответствии с программой.

Применение управляемых делителей частоты 13 и 14 позволяет путем задания разных коэффициентов деления выравнивать скорости спортсменов разной квалификации, повышая тем самым эффект сОревновательности и эффективность тренировки. Запись кода с пятого выхода блока программ 12 па входу предустановки в счетчик 15 позволяет имитировать раздельный во времени и по расстоянию старт или задавать опережение для спортсмена более низкой квалификации. Запись кода в процессе гонки позволяет моделировать отрыв одного из спортсменов (на заданное расстояние) или остановку (прокол шины, поломка) на заданное время.

Кроме того, тренажер позволяет путем периодической записи кода в счетчик 15 задавать требуемый ритм и при тренировке одного спортсмена без партнера.

Па сравнению с прототипом предложенный велотренажер обладает расширен- " ными функциональными возможностями за счет моделирования различных эффектов.

Высокая эффективность тренировки и соревновательный эффект позволяют применять велотренажер как для подготовки высококвалифицированных спортсменов, так и в качестве лечебных и оздоровительных тренажеров и в игровых аттракционах.

Формула изобретения

1. Велотренажер, содержащий велосипеды, установленные на осях платформ, выполненных в виде ведомых шестерен, установленных с возможностью взаимодействия с ведущей шестерней, соединенной с исполнительным механизмом, связанным с ведущими колесами, блок программ, датчики скаростй, связанные с ведущими колесами и педалями велосипедов, под1811891 дом датчика положения велосипедов, и ричем датчик положения велосипедов выполнен в виде источника и приемника излучения, установленных на линии, параллельной экрану и проходящей через центр платформы.

Упр, квгр.

,1.

Упр. earp

Составитель Т.Козусева

ГехредМ;Моргентал Корректор М.Андрушенко

Редактор

Заказ 1543 Тираж . Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 ключенными к первому и второму выходам блока программ, экран, установленный между платформами, отличающийся тем, что в него дополнительно введены счетчики, делители частоты, цифроаналоговый 5 преобразователь, дифференцирующее звено, ключ, триггер, индикаторы, датчик поло-. жения велосипедов, причем датчики скоростей выходами соединены с первыми входами делителей частоты и первого и вто- 10 рого счетчиков, выходами подключенных к первому и второму входам блока программ, третий и четвертый выходы которого соединены с вторыми входами делителей частоты, выходы которых подключены к первому и 15 второму входам третьего счетчика, третий вход которого подключен к пятому выходу блока программ, а выход через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, дифференцирующее звено, 20 ключ подключен к исполнительному механизму. а второй выход третьего счетчика .: связан с вторым входом ипбча через триггер, второй вход котофого соедийен с выхо2. Велотренажер по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что блок программ содержит таймер, дешифраторы, блоки памяти, цифроаналоговые преобразователи, усилители мощности, причем последовательно соединенные дешифратор, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, усилитель мощности образуют два идентичных канала, входы которых являются первым и вторым выходами блока программ, а входы первого и второго дешифраторов являются первым и вторым вхбдами блока программ, при этом выход таймера через третий дешифратор подключен к третьему, четвертому и пятому блокам памяти, выходы которых являются !. третьим, четвертым и пятым йходами блока программ