Тренажер для тренировки конечностей

 

Тренажер для тренировки конечностей для расширения функциональных возможностей содержит нагружатель, выполненный в виде жестко смонтированного на оси диска, на поверхности одного из торцов которого на равном расстоянии от оси установлены постоянные магниты. 11 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к приспособлениям для тренировки конечностей спортсменов, в особенности пальцев и кистей рук. Оно может быть использовано также для реабилитации оперированных больных, для лечения детей, пораженных детским церебральным параличом и в т.п. случаях.

Известно устройство для тренировки рук, содержащее траверсу и две полые рукоятки, коаксиально установленные на траверсе с возможностью их перестановки вдоль траверсы для изменения размаха рук при тренировке. В полости каждой рукоятки размещены пакеты фрикционных дисков, пружины и устройства для регулировки нагрузки. Рукоятки снабжены фиксаторами (Россия, патент 2011391 от 1994 г., МКИ A 63 B 23/12).

Известно также устройство типа эспандера для тренировки предплечья, кистей и пальцев рук, выполненное составным из двух полусфер, в которых размещено средство нагружения в виде однополюсных или разнополюсных магнитов. При однополюсных магнитах полусферы будут отталкиваться, а при малейшем смещении одна относительно другой в плоскости контакта - выталкиваться поперек этой плоскости. С каждой полусферой можно работать отдельно, устанавливая их на стальные листы. Размеры полусфер могут быть разными (Россия, патент 2041725 от 1995 г., МКИ A 63 B 23/12).

Еще одна установка для тренировки мышц рук содержит рамку, в боковых стенках которой установлены оси с возможностью поворота от внешнего усилия. Оси связаны друг с другом пружинами растяжения через тросики. На нижней оси установлено средство регулирования натяжения пружин. На концевых участках верхней оси смонтированы рукоятки, а в боковых стойках образованы продольные пазы (СССР, а.с. 1516131 от 1989 г., МКИ. A 63 B 23/12).

Недостатком перечисленных технических решений является ограниченность движений тренирующегося.

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип предложенному изобретению, является станок для тренировки мышц предплечья, кистей рук и пальцев, содержащий вал для кистевого захвата, установленный в опоре с возможностью вращения вокруг своей оси. На валу последовательно установлены различные по конфигурации и внешнему диаметру участки захвата кисти. Соосно валу в стойках опоры смонтированы нагружатели фрикционного типа, усилие на которых регулируется прижимными винтами (Россия, патент 2102095 от 1998 г., МКИ A 63 B 23/12).

Недостатком прототипа является, во-первых, изменение размаха рук при работе с различными по форме рукоятками, во-вторых, относительная сложность замены рукояток, требующих разборки установки, и, в-третьих, необходимость манипулирования несколькими прижимными винтами для регулировки нагрузки при выполнении упражнений.

Задача, решаемая изобретением, заключается в расширении возможности применения тренажера при простоте регулирования нагрузки.

Эта задача решается за счет того, что тренажер для конечностей содержит раму, на стойках которой смонтированы расположенные на общей оси рукоятки и нагружатель, снабженный регулирующим винтом. Нагружатель выполнен в виде жестко смонтированного на оси диска, на поверхности одного из торцов которого на равном расстоянии от оси установлены постоянные магниты, ориентированные относительно торца диска в одинаковом направлении, а на стойке рамы, обращенной в сторону магнитов, закреплено с возможностью перемещения в плоскостях, параллельных или перпендикулярных плоскости диска, неподвижное ферромагнитное кольцо. Ферромагнитное кольцо может быть установлено с возможностью перемещения в плоскости, параллельной торцу сменного диска, на двух диаметрально расположенных консолях, жестко закрепленных на стойке рамы, одна из которых имеет Г-образную форму, а сквозь другую пропущен регулировочный винт, установленный на резьбе на ферромагнитном кольце. Ферромагнитное кольцо может быть также снабжено диаметрально расположенными штырем и установленным на резьбе регулировочным винтом и смонтировано с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной торцу сменного диска, на двух диаметрально расположенных консолях, жестко закрепленных на стойке. В качестве постоянных магнитов применены самарий-кобальтовые магниты. Внутренний и наружный диаметры ферромагнитного кольца соответствуют внутреннему и наружному диаметру расположения на диске постоянных магнитов. Рукоятки расположены на концах оси и выполнены сменными с возможностью перестановки вдоль оси. Рукоятки могут быть выполнены в форме усеченного конуса, малое основание которого расположено со стороны стоек рамы или со стороны, противоположной стойкам рамы, или в форме шара, или в форме эллипса, или в форме цилиндра. В качестве рукояток могут быть также установлены велосипедные педали. Ось может быть дополнительно снабжена удлинителями, выполненными в виде кривошипов.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с прототипом показывает, что оно отличается тем, что нагружатель выполнен в виде жестко смонтированного на оси диска, на поверхности одного из торцов которого на равном расстоянии от оси установлены постоянные магниты, ориентированные относительно торца диска в одинаковом направлении, а на стойке рамы, обращенной в сторону магнитов, закреплено с возможностью перемещения в плоскостях, параллельных или перпендикулярных плоскости диска, неподвижное ферромагнитное кольцо. Ферромагнитное кольцо может быть установлено с возможностью перемещения в плоскости параллельной торцу сменного диска, на двух диаметрально расположенных консолях, жестко закрепленных на стойке рамы, одна из которых имеет Г-образную форму, а сквозь другую пропущен регулировочный винт, установленный на резьбе на ферромагнитном кольце. Ферромагнитное кольцо может быть также снабжено диаметрально расположенными штырем и установленным на резьбе регулировочным винтом и смонтировано с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной торцу сменного диска, на двух диаметрально расположенных консолях, жестко закрепленных на стойке.

В качестве постоянных магнитов применены самарий-кобальтовые магниты. Внутренний и наружный диаметры ферромагнитного кольца соответствуют внутреннему и наружному диаметру расположения на диске постоянных магнитов. Рукоятки расположены на концах оси и выполнены сменными с возможностью перестановки вдоль оси. Рукоятки могут быть выполнены в форме усеченного конуса, малое основание которого расположено со стороны стоек рамы или со стороны, противоположной стойкам рамы, или в форме шара, или в форме эллипса, или в форме цилиндра. В качестве рукояток могут быть также установлены велосипедные педали. Ось может быть дополнительно снабжена удлинителями, выполненными в виде кривошипов.

Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в заявленном изобретении.

Сравнение предложенного тренажера с другими известными устройствами аналогичного назначения показывает, что выполнение нагружателя в виде плоского диска со смонтированными на его торце постоянными магнитами и ферромагнитного кольца, установленного неподвижно относительно диска со стороны его торца, снабженного магнитами и на некотором расстоянии от этих магнитов обеспечивает нагружение тренирующегося устройством, в котором практически отсутствует трение. Изменение величины нагрузки в тренажере осуществляется простой перестановкой ферромагнитного кольца в новое положение: либо несколько дальше от плоскости торца диска с постоянными магнитами, либо несколько смещенным по вертикали относительно торца диска с постоянными магнитами - и в том, и в другом случаях силы притяжения между магнитами и ферромагнитным диском ослабевают и, следовательно, ослабевает величина сопротивления кручению рукояток. Различная форма поверхности рукояток, возможность передвигать их вдоль оси, возможность замены одних рукояток другими, возможность установки рукояток на кривошипах позволяет разнообразить упражнения, нагружая различные части конечности, различные мышцы этих частей конечностей как по величине нагружения, так и по характеру и направлению движения. Устройство позволяет тренировать отдельные пальцы рук или только одной руки, все пальцы руки, кисть руки, предплечье руки, предплечье, кисть и плечо руки, стопу, голень и бедро ноги.

Таким образом проведенное сравнение показывает, что применение предложенного тренажера значительно расширяет возможности тренировки, одновременно упрощая процесс регулировки нагрузки, что позволяет решить поставленную перед изобретением задачу.

Изобретение поясняется на примере его выполнения. На чертежах изображено: - на фиг.1 - общий вид сбоку тренажера, ферромагнитное кольцо перемещается в плоскости, параллельной диску; - на фиг.2 - то же, ферромагнитное кольцо перемещается в плоскости, перпендикулярной диску; - на фиг. 3 - вид по А-А на фиг. 2; - на фиг. 4 - вид по Б-Б на фиг. 3.

Рама 1 выполнена в виде станины 2 и стоек 3 и 4. На стойках на подшипниках 5 смонтирована ось 6. На оси установлены рукоятки 7, 8, 9 и 10, которые могут передвигаться вдоль оси и фиксироваться при помощи штифтов 11 в отверстиях 12, выполненных в оси. На той же оси жестко посажен диск 13, на поверхности 14 одного из торцов которого на равном расстоянии от оси установлены постоянные магниты 15, ориентированные относительно торца диска в одинаковом направлении. На стойке 4 рамы, обращенной в сторону магнитов, закреплено неподвижное ферромагнитное кольцо 16. Ферромагнитное кольцо установлено с возможностью перемещения в плоскости, параллельной торцу сменного диска, на двух диаметрально расположенных консолях 17 и 18, жестко закрепленных на стойке 4 рамы. Одна из консолей 18 имеет Г-образную форму, а сквозь другую 17 пропущен регулировочный винт 19, установленный на резьбе на ферромагнитном кольце. Ферромагнитное кольцо может быть снабжено диаметрально расположенными штырем 20 и установленным на резьбе регулировочным винтом 21 и смонтировано с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной торцу сменного диска, на двух диаметрально расположенных консолях 22, жестко закрепленных на стойке 4. В этих консолях выполнены пазы 23, вдоль которых перемещаются штырь 20 и регулировочный винт 21.

Вариант выполнения этого решения может выглядеть так: штыри 20 размещены в консолях 22, установленных по вертикали взаимно диаметрально относительно оси 6, а регулировочные винты 21 расположены также взаимно диаметрально, но в горизонтальной плоскости. Тело 24 винта сплющено с боков в местах его прохождения через консоль 23, в которой выполнены отверстия 25 в виде фигуры, изображенной на фиг 4. Постоянные магниты 15 могут быть укрыты немагнитной пластиной 26. В качестве постоянных магнитов применены самарий-кобальтовые магниты. Внутренний d и наружный D диаметры ферромагнитного кольца 16 соответствуют внутреннему r и наружному R диаметру расположения на диске постоянных магнитов 15. Рукоятки могут быть выполнены в форме усеченного конуса 9, малое основание которого расположено со стороны стоек рамы или со стороны, противоположной стойкам рамы. Рукоятки могут также иметь форму шара 8, эллипса 7, цилиндра 10. В качестве рукояток могут быть установлены велосипедные педали (на чертежах не показаны). Ось 6 может быть дополнительно снабжена удлинителями, выполненными в виде кривошипов 29.

Работает тренажер следующим образом: тренирующийся встает перед тренажером и, в зависимости от выполняемого задания, устанавливает на концах оси 6 ту или иную рукоятку из имеющегося набора. Расстояние между рукоятками по горизонтали регулируется и фиксируется штифтами 11 в отверстиях 12 - от расстояния между рукоятками зависит, как и какие мышцы будут участвовать в выполнении упражнения. Величина нагрузки регулируется взаимным расположением диска 13 с его магнитами 15 и ферромагнитного кольца 16, чем ближе они размещены относительно друг друга, будь то по горизонтали или по вертикали, тем большее усилие требуется, чтобы повернуть рукоятки вокруг оси. Величина нагрузки определяется положением стрелки 27 относительно лимба 28.

При тренировках нижних конечностей тренирующийся ложится на спину и поворачивает рукоятки ногами как при езде на велосипеде.

Предлагаемый тренажер может быть применен не только для спортивных тренировок, но также при разработке суставов и мышц после перенесенных травм и заболеваний, в том числе при реабилитации постинсультного состояния, при детском церебральном параличе и в других случаях.

Формула изобретения

1. Тренажер для тренировки конечностей, содержащей раму, на стойках которой смонтированы расположенные на общей оси рукоятки и нагружатель, снабженный регулирующим винтом, отличающийся тем, что нагружатель выполнен в виде жестко смонтированного на оси диска, на поверхности одного из торцов которого на равном расстоянии от оси установлены постоянные магниты, ориентированные относительно торца диска в одинаковом направлении, а на стойке рамы, обращенной в сторону магнитов, закреплено с возможностью перемещения в плоскостях, параллельных или перпендикулярных плоскости диска, неподвижное ферромагнитное кольцо.

2. Тренажер для тренировки конечностей по п.1, отличающийся тем, что ферромагнитное кольцо установлено с возможностью перемещения в плоскости, параллельной торцу сменного диска, на двух диаметрально расположенных консолях, жестко закрепленных на стойке рамы, одна из которых имеет Г-образную форму, а сквозь другую пропущен регулировочный винт, установленный на резьбе на ферромагнитном кольце.

3. Тренажер для тренировки конечностей по п.1, отличающийся тем, что ферромагнитное кольцо снабжено диаметрально расположенными штырем и установленным на резьбе регулировочным винтом и смонтировано с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной торцу сменного диска, на двух диаметрально расположенных консолях, жестко закрепленных на стойке.

4. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве постоянных магнитов применены самарий-кобальтовые магниты.

5. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что внутренний и наружный диаметры ферромагнитного кольца соответствуют внутреннему и наружному диаметрам расположения на диске постоянных магнитов.

6. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что рукоятки расположены на концах оси и выполнены сменными с возможностью перестановки вдоль оси.

7. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что рукоятки выполнены в форме усеченного конуса, малое основание которого расположено со стороны стоек рамы или со стороны, противоположной стойкам рамы.

8. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что рукоятки выполнены в форме шара.

9. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что рукоятки выполнены в форме эллипса.

10. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что рукоятки выполнены в форме цилиндра.

11. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве рукояток установлены велосипедные педали.

12. Тренажер для тренировки конечностей по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что ось дополнительно снабжена удлинителями, выполненными в виде кривошипов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4