Устройство для крепления обуви к спортивному снаряжению

 

Изобретение относится к спортивному инвентарю. Устройство содержит узел фиксирования носка ботинка и узел фиксирования его пятки, причем узел фиксирования пятки снабжен кривошипно-ползунным механизмом с шарнирными ромбами, один конец которого шарнирно закреплен на ботинке, а другой - на спортивном снаряжении. При этом концы крайних рычагов шарнирных ромбов шарнирно соединены с ползунами, установленными на направляющих, каждая из которых закреплена соответственно на ботинке и спортивном снаряжении перпендикулярно их продольной оси. Устройство обеспечивает повышение эффективности в использовании и травмобезопасности крепления путем предотвращения поперечного скручивания пятки ботинка относительно жестко зафиксированного на спортивном снаряжении его носка и уменьшения нагрузок на голеностоп спортсмена. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к спортивному инвентарю, в частности, к креплениям для лыж и коньков.

Известны конструкции креплений [а.с. СССР №1377129, кл. А 63 С 9/18, 1988 г., патент ФРГ №3001247, кл. А 63 С 9/20, 1985 г.] для гоночных лыж, включающие узел фиксирования носка ботинка, жестко установленный на лыже, обеспечивающий удобное и надежное закрепление носка ботинка на верхней поверхности лыжи.

В этих конструкциях предусмотрена возможность отрыва пятки ботинка от лыжи в конце фазы отталкивания, вертикального перемещения пятки ботинка относительно лыжи и возврат в исходное положение за счет упругости подошвы. Поперечному смещению пятки ботинка относительно лыжи препятствует продольный желоб на подошве ботинка, в который входит соответствующая по размерам направляющая, жестко установленная на лыже вдоль ее продольной оси. В других конструкциях эту функцию выполняют конические выступы под пяткой ботинка, подкладки из рифленой резины и др.

Однако они не обеспечивают высокой степени управляемости лыж ввиду недостаточной жесткости соединения лыжи и ботинка. Такие лыжные принадлежности после отрыва пятки ботинка от лыжи и выхода из зацепления направляющей и желоба не предотвращают поперечного смещения и скручивания пятки ботинка относительно жестко зафиксированного носка ботинка и лыжи. Возможность поперечного смещения и скручивания пятки ботинка приводит к значительным напряжениям в голеностопе спортсмена и увеличивает вероятность травм. Для ограничения поперечного смещения и скручивания пятки ботинка относительно жестко зафиксированного на лыже носка ботинка увеличивают жесткость подошвы ботинка, а для уменьшения скручивающих усилий на голеностоп увеличивают высоту и жесткость шнуровки ботинка. Однако это приводит к ухудшению подвижности суставов ступни и снижению эффективности передвижения на лыжах, вследствие уменьшения возможных технических приемов и стилей передвижения, к затруднению сгибания-разгибания стопы и голеностопа во время отталкивания.

Поэтому известные конструкции креплений исходят из компромисса этих противоречий. Для различных стилей передвижения на лыжах используются разные конструкции и креплений и обуви. В жертву приносится то или иное качество. Например, для классического хода на лыжах применяют низкие мягкие лыжные ботинки, что обеспечивает хорошую подвижность суставов голеностопа, но приводит к увеличению напряжений в ступне на спусках и поворотах, а для "конькового" хода высокие жесткие ботинки, что уменьшает скручивающие усилия, действующие на голеностоп, но ухудшает подвижность суставов ступни.

В конструкции с размещением на подошве ботинка продольного желоба требуется толстая (высокая) подошва ботинка, однако это ухудшает устойчивость лыжника, увеличивает вероятность травм, особенно при прохождении поворотов.

Известна другая конструкция лыжных креплений [патент ФРГ №3437143, кл. А 63 С 9/20, 1986 г. - прототип] (для горных лыж), включающая узел фиксирования носка ботинка и узел фиксирования его пятки. Жесткая фиксация носка и пятки лыжного ботинка к лыже используется только в горных лыжах и обеспечивает высокую степень управляемости лыжи как при прохождении прямых участков трассы, так и на поворотах. Однако такая конструкция не имеет степеней свободы ботинка относительно лыжи, и это ограничивает количество возможных технических приемов, стилей передвижения на лыжах и, как следствие, уменьшает скорость передвижения.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства для крепления обуви к спортивному снаряжению и повышение травмобезопасности за счет регулирования или предотвращения поперечного смещения и скручивания пятки ботинка и голеностопа относительно спортивного снаряжения, уменьшения нагрузок на голеностоп спортсмена как во время опоры пятки ботинка на спортивное снаряжение, так и после ее отрыва, а также повышения управляемости спортивного снаряжения и увеличения количества возможных технических приемов, стилей передвижения за счет сохранения естественной подвижности суставов ступни.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для крепления обуви к спортивному снаряжению, включающему жестко установленные на спортивном снаряжении фиксаторы носка и пятки ботинка, фиксатор пятки снабжен кривошипно-ползунным механизмом с шарнирными ромбами (синхронными ножницами), концы которого закреплены на ползунах, установленных попарно на двух направляющих, закрепленных соответственно на ботинке (голеностопе) и спортивном снаряжении перпендикулярно их продольной оси, причем один из пары ползунов имеет регулируемый диапазон перемещения или может быть зафиксирован на направляющей, а между ползунами установлен упругий элемент с регулятором усилия сжатия, параллельно с которым установлен демпфер.

Выполнение фиксатора пятки с кривошипно-ползунным механизмом с шарнирными ромбами (синхронными ножницами) обеспечивает свободное перемещение пятки ботинка по дуге вверх вперед и регулирует или предотвращает поперечное смещение и скручивание пятки ботинка относительно его носка, зафиксированного на спортивном снаряжении, как во время опоры пятки ботинка на спортивное снаряжение, так и после ее отрыва, при сохранении подвижности суставов ступни, что значительно улучшает управляемость снаряжения, расширяет диапазон технических приемов и стилей передвижения на спортивном снаряжении, уменьшает затраты энергии спортсмена при прохождении трассы, повышает травмобезопасность, увеличивает скорость передвижения.

В условиях, когда в конце фазы отталкивания упругости подошвы ботинка недостаточно для возврата пятки ботинка в исходное положение, упругий элемент, установленный между ползунами, обеспечивает необходимую силу и скорость возврата пятки ботинка в исходное положение, а регулятор натяжения-сжатия упругого элемента обеспечивает их оптимальную регулировку. Наличие демпфера снижает вертикальные ударные нагрузки на голеностоп при приземлении на жесткую трассу.

Возможно изготовление рычагов крайних пар кривошипно-ползунного механизма разной или регулируемой длины. Такая конструкция обеспечивает встречные компенсирующие скручивающие усилия, возникающие в конце фазы отталкивания "коньковым" ходом в системе "спортивное снаряжение - кривошипно-ползунный механизм - голеностоп".

На фиг.1 показан вид сбоку устройства для крепления обуви к спортивному снаряжению - пятка ботинка опирается на спортивное снаряжение.

На фиг.2 - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - вид сбоку устройства для крепления обуви к спортивному снаряжению - пятка ботинка в поднятом положении (в конце отталкивания).

На фиг.4 - вид Б на фиг.3.

Предложенное устройство для крепления обуви к спортивному снаряжению включает жестко установленные на спортивном снаряжении 1 фиксатор 2 носка ботинка 3 и фиксатор 4 пятки ботинка 3, который снабжен механизмом с шарнирными ромбами (синхронными ножницами) 5, при этом концевые рычаги 6 и 7 шарнирных ромбов 5 закреплены шарнирно на парах ползунов 8 и 9 с возможностью перемещения в регулируемом диапазоне по направляющим 10 и 11, установленным на кронштейнах 12 и 13, закрепленных соответственно на пятке ботинка 3 и спортивном снаряжении 1. Возможен вариант выполнения, когда один из пары ползунов 8 и 9, установленных на направляющих 10 и 11, фиксируется в крайнем внешнем положении или один из пары рычагов 6 и 7 фиксируется шарнирно непосредственно на ботинке и спортивном снаряжении без ползунов.

Для улучшения работы кривошипно-ползунного механизма с шарнирными ромбами возможна установка упругого элемента, например пружины 14, между парами ползунов 8 и 9. Причем возможны варианты работы пружины 14 как на растяжение, так и на сжатие в зависимости от условий применения "устройства для крепления обуви к спортивному снаряжению". Например, на беговых лыжах пружина 14, разжимаясь, обеспечивает возврат пятки ботинка после отталкивания в исходное положение. На лыжах для прыжков с трамплина растянутая пружина 14, сжимаясь при отталкивании, увеличивает силу отталкивания, а растягиваясь при приземлении, уменьшает ударные нагрузки на голеностоп. Для регулирования усилия сжатия или растяжения пружины 14 на направляющих 10 или 11 установлен регулятор 15 положения концов пружины 14. Для уменьшения ударных нагрузок возможно также применение демпфера 16, расположенного между парами ползунов 8 и 9.

Перед началом движения на лыжах спортсмен фиксирует носок ботинка 3 в фиксаторе 2 и закрепляет кронштейн 12 на пятке ботинка 3 на уровне голени с помощью защелки 17. При этом лента защелки 17 плотно облегает голень и жестко фиксирует положение кронштейна 12 относительно голени и ботинка 3.

В начальной фазе отталкивания, в положении, когда каблук ботинка 3 опирается на лыжу 1, любой наклон голени вызывает соответствующий наклон кронштейна 12, а с него усилия передаются через шарнирные ромбы на кронштейн 13 и приводят к его наклону вместе с лыжей 1 в ту же сторону. Это предотвращает скручивание пятки ботинка 3 относительно жестко зафиксированного на лыже его носка и уменьшает нагрузки на голеностоп спортсмена.

В конце фазы отталкивания происходит отрыв каблука ботинка 3 от лыжи 1. При этом шарнирные ромбы 5 вытягиваются вверх, а пары ползунов 8 и 9 смещаются к середине направляющих 10 и 11. Опускание каблука ботинка 3 на лыжу 1 приводит к сжатию шарнирных ромбов 5 и раздвижению пар ползунов 8 и 9 по направляющим 10 и 11.

Если необходимо ограничить поперечное смещение пятки ботинка 3 в конце фазы отталкивания и отрыва пятки ботинка 3 от спортивного снаряжения 1, то регулируют диапазон перемещения одного из пары ползунов 8 и 9 по направляющим 10 и 11, путем установки на направляющих 10 и 11 ограничителей, например в виде шайб со шплинтами, установленными в отверстиях на направляющих 10 и 11 (не показан).

Если необходимо исключить поперечное смещение пятки ботинка 3 относительно спортивного снаряжения 1 на протяжении всей фазы отталкивания, то соответственно один из пары ползунов 8 и 9 фиксируют в крайнем внешнем положении на направляющих 10 и 11 ограничителями, например в виде шайб со шплинтами, установленными в отверстиях на направляющих 10 и 11 (не показан).

Для компенсации скручивающих усилий, действующих на спортивное снаряжение 1 в конце фазы отталкивания "коньковым ходом", и придания спортивному снаряжению 1 стабильного наклона, предотвращающего боковое соскальзывание спортивного снаряжения 1 по трассе при изменении угла наклона голеностопа относительно трассы, возможно регулирование длины одного из рычагов крайних пар кривошипно-ползунного механизма, например перестановкой оси шарнира ползуна в соседнее отверстие на рычаге, или изменение длины рычага плавной регулировкой, или изготовление одного из рычагов меньшей длины без регулировки.

Пружина 14 создает при отрыве каблука от лыжи 1 некоторое индивидуально регулируемое сопротивление и по окончании фазы отталкивания возвращает каблук в исходное положение на лыже 1.

Таким образом, предложенное устройство для крепления обуви к спортивному снаряжению позволяет регулировать или исключать поперечное смещение пятки ботинка относительно спортивного снаряжения на всех фазах движения, предотвращает скручивание пятки ботинка относительно жестко зафиксированного на спортивном снаряжении его носка, уменьшает нагрузки на голеностоп спортсмена при большой силе отталкивания, повышает травмобезопасность, снижает требования к конструкции и жесткости лыжного ботинка и повышает эффективность использования спортивного снаряжения путем увеличения возможных технических приемов и стилей передвижения, сохранения естественной подвижности суставов ступни.

Формула изобретения

1. Устройство для крепления обуви к спортивному снаряжению, включающее жестко установленные на спортивном снаряжении фиксаторы носка и пятки ботинка, отличающееся тем, что фиксатор пятки снабжен кривошипно-ползунным механизмом с шарнирными ромбами, закрепленным одним концом на пятке ботинка, а другим - на спортивном снаряжении.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что крайние пары рычагов шарнирных ромбов шарнирно соединены с ползунами, установленными на направляющих, закрепленных соответственно на пятке ботинка и спортивном снаряжении перпендикулярно их продольной оси.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в каждой паре крайних шарнирных ромбов один из рычагов шарнирно соединен с ползуном, установленным на направляющей, а другой шарнирно закреплен непосредственно на ботинке и на спортивном снаряжении.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что между шарнирами на концах крайних рычагов установлен демпфер.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что рычаги в крайних парах шарнирных ромбов выполнены разной длины.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что между шарнирами на концах крайних рычагов установлен упругий элемент.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что упругий элемент соединен с регулятором его натяжения-сжатия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4