Устройство для тренировки мышц горнолыжника

Предлагаемое изобретение относится к спортивным тренажерам, а именно к устройствам для обучения и совершенствования двигательных действий, психологической устойчивости и волевой подготовки горнолыжника. Устройство содержит механическое средство для создания нагрузки тренирующемуся горнолыжнику, выполненное в виде двух силовых узлов на основе резиновых амортизаторов, имеющих держатели и обладающих возможностью задания отягчающей нагрузки и динамичного ее изменения при движении, а также обратного ее изменения при возвращении в исходное положение, персональный компьютер, на который приходят по электрическим проводам сигналы с измерителя частоты сердечных сокращений и датчиков силы. В устройство введены: перестраиваемый стабилизированный имитатор склона, выполненный из двух панелей, соединенных широким шарниром, обеспечивающим с помощью двух резьбовых фиксаторов регулирование и стабилизацию угла наклона имитатора склона. Обеспечивается расширение функциональных возможностей путем введения стабилизированного и регулируемого имитатора склона и возможности изменения угла наклона. 5 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к классу спортивных тренажеров и использовано для тренировки мышц горнолыжниками как начинающими, так и опытными.

Из уровня техники известен <PROSKI - SIMULATORPOFESSIONAL SKI - MACHINE> (http://www.Ski-simulator.com/), содержащий: имитатор склона, выполненный с неизменным углом наклона, состоящий из двух дуг, скрепленных двумя квадратными брусками, связанными между собой доской по середине, а на дугах сделаны канальцы по которым двигается тележка на четырех подшипниках, на которой установлены и фиксировано перемещаемые с возможностью вращения две площадки, на которые становится занимающийся, и которая связана с указанной доской с помощью резинового амортизатора, и на упомянутых брусках закреплена трубчатая конструкция, за которую он держится, на этой конструкции установлен специализированный компьютер.

Достоинством данного технического решения является его относительная простота.

Основными же его недостатками являются:

- во-первых, неизменность угла наклона имитатора склона;

- во-вторых, относительная громоздкость тренажера;

- в третьих, нет регулировки и измерения воздействующей силы на мышцы занимающегося.

Главной задачей предлагаемого изобретения является:

- во-первых, приближение силовых узлов к мышцам от пояса и ниже к ступням, плечевого пояса и рук занимающегося, на которые необходимо воздействовать организовав дифференцировнный подход к приложению и измерению параметров силовых воздействий на мышцы ног и туловища занимающегося горнолыжника;

- во-вторых, расширение функциональных возможностей путем введения стабилизированного и регулируемого имитатора склона и возможности изменения его угла наклона.

Технический результат заключается в устранении указанных выше недостатков.

Указанная задача в «Устройстве для тренировки мышц горнолыжника», содержащем средство для создания нагрузки тренирующемуся горнолыжнику, выполненное в виде двух силовых узлов на основе резиновых амортизаторов, имеющих держатели и обладающих возможностью задания отягчающей нагрузки и динамичного ее изменения при движении, а также обратного ее изменения при возвращении в исходное положение, персональный компьютер, на который приходят по электрическим проводам сигналы с измерителя частоты сердечных сокращений (ЧСС) и датчиков силы, источник электропитания, решающееся тем, что в него, введен перестраиваемый стабилизированный имитатор склона, выполненный из двух панелей: нижней и верхней, соединенные широким шарниром, обеспечивающим с помощью двух резьбовых фиксаторов регулирование и стабилизацию угла наклона имитатора склона и снабженного присосками, установленными на нижней панели для надежного прикрепления имитатора склона к полу, а на верхней его панели предусмотрены элементы резьбовых фиксаторов и крепежные элементы для установки и перемещаемых двух нагрузочных узлов, каждый из которых состоит из двух площадок, соединенных между собой с помощью пружин,: на нижней площадке, в которой предусмотрены ответные части указанных крепежных элементов, и верхней площадке, на которую становится занимающийся горнолыжник, и он фиксирует положение стопы, и в которой встроена в каждой указанной площадке в виде шарнира металлическая пластинка и при этом, к нижней панели имитатора склона прикреплены два кронштейна, перпендикулярно с каждой боковой стороны, и с которыми, во-вторых, связаны упомянутые два силовых узла так, как каждый силовой узел одним концом прикреплен к кронштейну, а вторым концом - ко второй части указанной металлической пластинки и при этом, каждый силовой узел составлен из: датчика силы, силового элемента, выполненного на основе двух резиновых амортизаторов и совмещенного с регулятором, штока-удлинителя, выполненного из трех частей: первая часть - с продольным каналом и с внутренней резьбой, вторая часть - в виде канала с наружной резьбой, с помощью которых обеспечивается удлинение или укорочение силового узла, и третья часть - спиральная пружина - его гибкое звено, выходящих из силового элемента и соединенное гибким звеном с упомянутой металлической пластинкой, в-третьих, в лыжные палки встроен датчик измерителя ЧСС, действующий только тогда, когда занимающийся держится обеими руками за рукоятки палок, кроме того, в-четвертых, в дополнительно введенном электронном блоке размещены три усилителя и источник электропитания - четыре батарейки, от которых запитаны два датчика силы измерителя силового давления и датчик измерителя ЧСС и его усилитель, на вход каждого усилителя, соответственно, поступают сигналы от указанных датчиков силы и датчика пульса измерителя ЧСС и усиленные в системный блок упомянутого персонального компьютера через USB-порт и, в-пятых, все соединения, измерения, алгоритмы, расчеты и картинки предусмотрены в программном обеспечении персонального компьютера, размещенном, например, на лазерном диске, причем, датчики силы каждый соединен электрически с электронным блоком с помощью двух четырехжильных кабелей и двух миниатюрных разъемов, а датчик пульса измерителя ЧСС соединен посредством двух двужильных кабелей и двух миниатюрных разъемов и выходы усилителей - со входом USB-порта

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются:

- по составу устройства: введен перестраиваемый имитатор склона и установлены на нем фиксировано перемещаемые два нагрузочных узла и в каждый нагрузочный узел встроены пружина и металлическая пластинка, выполненная в виде шарнира, а к имитатору склона прикреплены перпендикулярно два кронштейна, по одному с каждой стороны, и два упомянутых силовых узла, прикрепленные одним концом - к кронштейну, а вторым концом - к указанной металлической пластинке, в лыжные палки встроен датчик пульса ЧСС, действующий только тогда, когда занимающийся держит обеими руками за рукоятки палок, дополнительно введен электронный блок, в котором размещены три усилителя и источник электропитания, выполненный в виде четырех батареек, в системный блок упомянутого персонального компьютера сигналы подаются через USB-порт и все соединения, измерения, алгоритмы, расчеты и картинки предусмотрены в программном обеспечении персонального компьютера;

- по составу и построению силового узла: в каждый узел входят датчик силы, одним концом прикрепленный к кронштейну, а вторым концом - к силовому элементу, выполненному на основе двух резиновых амортизаторов и совмещенному с регулятором, шток - удлинитель, выходящий из силового элемента, выполненного из трех составных частей: первая часть - с продольным каналом и резьбой внутри канала, вторая часть - в виде канала с наружной резьбой, с помощью которых регулируют удлинение или укорочение силового узла, третья часть - спиральная - его гибкое звено, через которое шток - удлинитель соединяется с указанной металлической пластинкой;

- по построению и работе датчика пульса ЧСС: он выполнен на двух парах электродов, размещенных на двух лыжных палках, и действует только тогда, когда тренирующийся горнолыжник держится за рукоятки обеих палок обеими руками.

В заявляемом устройстве отличительные признаки проявляют свойства, известные в других областях науки и техники, а взятые в совокупности с некоторыми признаками прототипа проявляют свойства, которые позволяют приблизить силовые узлы к мышцам ног от пояса и ниже к ступням, а также к мышцам рук, на которые необходимо воздействовать, то есть обеспечить дифференцированный подход к приложению и измерению параметров силовых воздействий на мышцы тела и сердца горнолыжника, что указывает на соответствие заявляемого технического решения критерию «существенные различия».

Заявляемое устройство поясняется схематическими чертежами:

- на фиг. 1, 2, 3 показано устройство в целом в трех проекциях: вид спереди - на фиг. 1, вид сверху - на фиг. 2 и вид сбоку слева - на фиг. 3;

- на фиг. 4, 5, 6 изображен резьбовой фиксатор на трех чертежах: на фиг. 4 - вид спереди, на фиг. 5 - вид сверху и на фиг. 6 - вид сбоку слева;

- на фиг. 7, 8, 9 показаны датчик силы и принципиальная электрическая схема измерителя давления: на фиг. 7 - вид датчика силы спереди, на фиг. 8 - его вид сбоку слева и на фиг. 9 - принципиальная электрическая схема измерителя давления а целом;

- на фиг. 10, 11 рассмотрен силовой элемент, совмещенный с регулятором: на фиг. 10 - вид спереди, на фиг. 11 - вид сверху;

- на фиг. 12, 13 изображена спиральная пружина: на фиг. 12 - вид спереди, а на фиг. 13 - вид сверху;

- на фиг. 14, 15 показан датчик пульса и усилитель измерителя ЧСС: на фиг. 14 - вид сзади, начиная с лыжных палок, а на фиг. 15 - структурно-принципиальная электрическая схема измерителя ЧСС в целом.

В заявляемое устройство входят: перестраиваемый имитатор склона, два фиксировано перемещаемых нагрузочных узла, два кронштейна, два силовых узла, две металлических пластинки, датчик пульса ЧСС, встроенный в лыжные палки, электронный блок, содержащий три усилителя и источник электропитания, ноутбук с USB-портом и программное обеспечение к системному блоку персонального компьютера.

Устройство состоит, во-первых, из перестраиваемого стабилизированного имитатора склона 1 (оконтуренный на фиг. 2 сплошными линиями в трех проекциях: вид спереди, вид сверху и вид сбоку слева - на фиг. 1, 2, и 3), выполненный из двух панелей: верхней 2 и нижней 3, например, из алюминия, соединенных шарниром 4, обеспечивает с помощью двух резьбовых фиксаторов 5 и 6 (оконтуренных пунктирными линиями) регулирование и стабилизацию угла наклона имитатора склона 1 и снабжен пятью присосками - 7, 8, 9, 10, 11, установленными на нижней поверхности панели 2 для надежного прикрепления имитатора 1 к полу 12, а на верхней поверхности 3 предусмотрены элементы 13 и 14 резьбовых фиксаторов 5, 6 и крепежные элементы 15 и 16 для установки фиксировано перемещаемых двух нагрузочных узлов 17 и 18 (оконтуренные штрих - пунктирными линиями), каждый из которых состоит из двух площадок 19, 20 и 21, 22, соединенных между собой с помощью пружин 23 и 24. На нижней 19 (210, здесь и далее одноименные элементы выделяются скобками, предусмотрены ответные части 25 и 26 указанных крепежных элементов, а на верхней площадке 20 (22), на которую становится занимающийся горнолыжник, он фиксирует положение стопы ноги, например, с помощью ремня 27 (28). Кроме того, в верхней площадке 20 (22) встроена металлическая пластинка, выполненная из двух частей 29 (30) и 31 (32), скрепленные осью 33 (34). При этом, во-вторых, к нижней панели 2 имитатора склона 1 прикреплены два кронштейна 35 и 36 по одному с каждой стороны, с которыми связаны упомянутые два силовых узла 37 и 38 (оконтуренные два штриха - пунктирными линиями), так как каждый силовой узел одним концом прикреплен к кронштейну 35 (36), а вторым концом - ко второй части 30 (32) указанной металлической пластинки. Причем, каждый силовой узел 37 (38) составлен из: датчика силы 39 (40), силового элемента 41 (42), выполненного на основе резиновых амортизаторов 43, 44 и (45, 46) и совмещенного с регулятором 47 (48), штока - удлинителя 49 (50), (оконтуренного на фиг. 2 мелкими волнистыми линиями), выполненного из трех частей: первая часть 51 (52) - с продольным каналом и с внутренней резьбой, вторая часть 53 (54) - в виде канала с наружной резьбой, с помощью которых обеспечивается удлинение или укорочение силового узла 37 (39), и третья часть 55 (56), выполненная в виде спиральной пружины, выходящих из силового элемента 41 (42) и соединенным гибким звеном 55 (56) с упомянутой частью 30 (32) металлической пластинки. В-третьих, в лыжные палки 57, 58 встроен датчик пульса 59, 60 измерителя ЧСС 61, действующий только тогда, когда занимающийся горнолыжник держится обеими руками за рукоятки лыжных палок 57, 58. Кроме того, в-четвертых, в дополнительно введенном электронном блоке 62 размещены три усилителя 63, 64, 65 и источник 66 электропитания, представляющий собой четыре батарейки, от которых электрически запитаны два датчика силы 39 (40) измерителя силового давления 67 (68), образованного датчиком силы 39 (40) и усилителем 63 (64), датчик пульса 59, 60 измерителя ЧСС 61, образованного датчиком пульса 59, 60 и усилителем 65, и на вход каждого усилителя, соответственно, поступают сигналы от указанных датчиков и усиленные подаются в системный блок 69 персонального компьютера 70 (оконтуренного крупными волнистыми линиями на фиг. 2) через USB-порт 71 и, при этом, все соединения, измерения, алгоритмы, расчеты и картинки предусмотрены в программном обеспечении персонального компьютера, размещенном, например, на лазерном диске 72. При чем, компьютер 70, USB-порт 71, электронный блок 62 размещены на миниатюрном столике 73 о четырех ножках, а датчики силы 39 (40) каждый соединен электрически с помощью двух четырехжильных кабелей 74, 75 и двух миниатюрных разъемов 76 и 77, а датчик пульса 59, 60 измерителя ЧСС 61 соединен посредством двух двухжильных кабелей 78 и 79 и двумя миниатюрными разъемами 80, 81, а выходы усилителей 63, 64, 65 - со входом USB-порта 71.

Программное обеспечение для компьютера ноутбука размещено на лазерном диске и в нем заложены: операции для работы устройства в целом и его составных частей, программы и их особенности для тренировки мышц ног, рук и туловища горнолыжника.

Подготовка устройства к работе. Перед началом тренировки горнолыжник инициирует ввод программного обеспечения в компьютер ноутбука с помощью клавиатуры и посредством соответствующих программных средств проверяет исправность и настройку вычислительных средств, а тестером - автономных источников электропитания, тарирует датчики силы и измеряет поочередно с помощью образцового динамометра силовую нагрузку на них, проверяет свой пульс посредством датчика пульса ЧСС. Убедившись в работоспособности устройства в целом, отдельных его узлов и вычислительных средств, и программного обеспечения компьютера в целом можно начинать тренировку.

Устройство работает следующим образом. Горнолыжник настраивает угол наклона имитатора склона устройства посредством резьбовых фиксаторов 5, 6 и силовых узлов 17, 18, ставит ноги на верхние площадки 20 и 22, фиксирует их положение с помощью ремней 27, 28, берет в руки лыжные палки 57, 58 и начинает «качать» маятник, наблюдая на дисплее компьютера 70 за картинками и показаниями измерителей силового давления 67, 68 и измерителя ЧСС 61.

В заявляемом устройстве несколько нестандартных узлов и элементов. Рассмотрим некоторые из них, уделив внимание на их конструктивные особенности, принцип действия и участие в работе устройства.

Резьбовые фиксаторы В устройство входят два резьбовых фиксаторов - 5 и 6 (оконтуренные на фиг. 4, 5, 6 пунктирными линиями) и они подобны. Поэтому рассмотрим подробнее один из них, например, 5.

Существует несколько способов фиксации элементов и узлов. Например, ремень с отверстиями, в которые входит один или два штифта. Известна также конструкция «винт - гайка», приведенная в «Справочнике по элементарной физике» издательство «Наука» авторов Кошкина Н.И. и Ширкевича М.Г, (стр. 40-42).

Одна из возможных конструкций резьбового фиксатора 5, построенного на основе технического решения «винт - гайка», показана на трех чертежах: на фиг. 4 - вид спереди, на фиг. 5 - вид сверху и на фиг. 6 - вид сбоку слева. В состав резьбового 5 входят: винт 82, выполненный из легкого нержавеющего металла или сплава, например, титана, головка которого размещена в панели 2 и закрепляется вращательно с помощью планок 83 и 84, а его резьбовая часть проходит через панель 3 сквозь отверстие во вращающейся квадратной площадке 85, встроенной в панель 3 и закрепленной с помощью планок 86 и 87, а гайка 88, выполненная из того же материала, что и винт, накрученная на винт 82 и закрепляемая на квадратной площадке 85 посредством квадратной планки 89 и четырех втулок 90, 91, 92, 93, скрепленных с планкой 89 четырьмя болтиками 94, 95, 96, 97. На фиг. 1 эти элементы предусмотрены под номером 13 в резьбовом фиксаторе 5 (оконтурены ломанными линиями). В собранном фиксаторе 5 перемещение гайки 88, а заодно и изменение наклона панели 3 осуществляется посредством насечки 98, нанесенной на внешней боковой поверхности гайки 88, или рукояткой, на чертежах не показанной, вставляемой в отверстия 99, 100, 101, 102, 103 в гайке 88, предусмотренные для этой цели, а головка винта 82 закреплена в панели 2 пятью болтиками с отверстиями для шплинтов, вставляемых после их закручивания 104, 105, 106, 107, 108, а квадратная площадка 85 - в панели 3 десятью подобными болтиками 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118.

В устройстве данные узлы 5, 6 позволяют устанавливать в имитаторе угол наклона и стабилизировать его.

Датчик силы и измеритель силы воздействия. В каждый силовой узел введены датчик силы 39 (40) и электронная часть измерения силы давления. Они идентичны и поэтому рассмотрим подробнее, например, датчик силы 39 и его электронную часть.

Существует несколько способов измерения силового воздействия, например, на основе динамометра, тензорезистивного элемента и тензорезистивного моста. Последний обладает простотой, высокой точностью и надежностью, малыми (для фольговых датчиков) температурными погрешностями. Теория и некоторые практические тензометрические измерительные системы (ТИС) приведены в подборке: «Тензометрия. Тензорезисторные измерительные системы» (Приборы и системы управления. - 1985. - №9).

Одна из возможных конструкций датчика силы 39, построенного на основе тензорезисторного моста и узел измерения силы воздействия в целом, показаны на трех чертежах: на фиг. 7 - вид датчика спереди, на фиг. 8 - его вид сбоку слева и на фиг. 9 - принципиальная электрическая схема измерителя давления в целом. Датчик силы состоит из: каркаса 119, выполненного из нержавеющего прочного металла или сплава, двух защитных крышек - передней 120 и задней 121, выполненные из того же материала, что и каркас 119, и установленные на нем, причем, в верхней части каркаса 119 передняя 120 и задняя 121 крышки закрепляются винтами 122, 123 124, 125 неподвижно, а в нижней его части - с некоторой слабиной винтами 126 и 127. В верхней части каркаса 119 сделан каналец 128 для прокладки гибкого тонкого четырехжильного кабеля 74. Датчик силы данной ТИС выполнен на четырех одинаковых фольговых тензорезисторных элементах 129, 130, 131, 132, соединенных по схеме Уитстона. Два элемента 129 и 130 закреплены в верхней утолщенной части каркаса 119, в той его части, сто находится в нише 133 каркаса, а два других элемента 131 и 132 - на его внутренних поверхностях боковых тонких стенках каркаса 119. Электронная часть данной ТИС размещена в усилителе 63, установленном в электронном блоке 62. Электрически датчик силы 39 и усилитель 63 запитаны от четырех автономных батареек 134 и 135, Е1 и Е2, а механически датчик силы соединен с одной стороны с кронштейном 35, а с другой стороны с силовым элементом 41 (см. фиг. 1, 2) - посредством отверстий 136, 137 и 138, 139, выполненных в каркасе 119 (фиг. 7).

Электронная часть измерителя давления реализуется следующим образом. Мостовая схема датчика силы Д (см. на фиг. 9), запитанная от двух автономных батареек 134 и 135, выполнена на четырех тензорезисторных элементах 129, 130, 131, 132 (оконтурена на фиг. 9 сплошными линиями - Д), усилитель 63 (оконтурен пунктирными линиями) построен по схеме подавления синфазной помехи на трех операционных усилителях Д1, Д2 и Д3, например, типа К 544 УД 2. Усилитель 63 и батарейки 134 и 135, Е1 и Е2 помещены в электронном блоке 62 (оконтурен штрих - пунктирными линиями). Линия связи 74, соединяющая датчик силы Д и усилитель 63, представляет собой кабель с четырьмя электрическими проводами.

В устройстве данный узел позволяет получить информацию о прикладываемом горнолыжником силовом воздействии.

Силовой элемент. В каждый силовой узел устройства введен дополнительно силовой элемент 41 и 42, соответственно. Они идентичны и поэтому рассмотрим подробнее один из них, например, 41.

Одна из возможных конструкций силового элемента 41, выполненного, на основе резиновых амортизаторов и совмещенного с регулятором: на фиг. 10 - вид спереди, а на фиг. 11 - вид сверху. В силовой элемент 41 входят: квадратный 140, выполненный из нержавеющего прочного металла или сплава, регулятор 47 (оконтуренный на фиг. 10 пунктирными линиями), включающий в себя ось 141, выполненную из нержавеющего металла с наличием резьбы на части ее, колесика для ее вращения и стопорного выступа для предотвращения произвольного перемещения этой оси в продольном направлении, первые две щечки 142 и 143 для закрепления положения оси 141 в патрубке 140 и связи с датчиком силы 39 посредством четырех винтов: 144, 145 с одной стороны и 146, 147 - с другой, первый ползунок 148 с внутренней резьбой, обеспечивающей его заданное перемещение по оси 141 и крепления на нем резиновых амортизаторов 149 и 150 с помощью двух планок 151 и 152 и четырех винтов: 153, 154 с одной стороны и 155, 156 - с другой стороны (винты 154 и 155 на фиг. 10 не показаны) и штифт 157, препятствующий сползанию первого ползунка 148 с оси. Другие концы резиновых амортизаторов 149 и 150, огибающие миниатюрные подшипники 158 и 159, установленные на двух щечках 160 и 161 посредством кронштейнов 162, 163, 164, 165 и четырех винтов: 169, 170 с одной стороны второго ползунка 166 и 171, 172 - с другой его стороны. Во втором ползунке 166 сделано отверстие 173, в которое вставляется первая часть 51 штока - удлинителя 49 с продольным каналом и внутренней резьбой в ней штока - удлинителя 49 (см. фиг. 2) и фиксируется в нем втором ползунке 166 с помощью винта 174 без головки, но с пропилом в торце его, для чего в ползунке 166 и указанной первой части штока - удлинителя 49 делается отверстие с резьбой 175. Указанные кронштейны 162, 163, 164 и 165 закрепляются на вторых щечках 160, 161 с помощью винтов 176, 177, 178 и 179 через отверстия в патрубке 140.

Работает силовой элемент следующим образом. Вращением колесика оси 141 регулятора 47 первый ползунок 148 перемещается по оси 141, изменяя первоначальное натяжение амортизаторов 149 и 150, так как второй ползунок 166 упирается во вторые щечки 160, 161, тем самым создается изменение натяжение амортизаторов 149 и 150 и изменение силовой нагрузки силового элемента 41.

В устройстве данный узел позволяет регулировать силовое воздействие, которое оказывается на мышцы ног горнолыжника.

Спиральная пружина. В каждый силовой узел устройства входит спиральная пружина 55 и 56, соответственно. Они идентичны и поэтому рассмотрим одну из них подробнее, например, 55 и сопутствующие ей элементы.

Одна из возможных конструкций спиральной пружины, выполненной из пружинящей металлической проволоки показана на двух чертежах: на фиг. 12 - вид спереди и на фиг. 13 - вид. Сверху.

Спиральная пружина соединена с одной стороны со второй частью 53 штока - удлинителя 49, оконтуренного на фиг. 12 пунктирными линиями, а с другой стороны - со второй частью 30 металлической пластинки и представляет собой цилиндрическую спираль, намотанную виток к витку, и с обеих сторон имеет проволочные отгибы для крепления с указанными второй частью 53 штока - удлинителя 49 и со второй частью 30 металлической пластинки. При этом соединение второй части 53 штока - удлинителя 49 закреплено развальцованной заклепкой 180, а со второй частью 30 металлической пластинки - шпилькой 181 и фиксированное шплинтом 182 с помощью предусмотренных отверстий.

Датчик пульса и усилитель измерителя ЧСС. Измеритель ЧСС является необходимым узлом, входящим в это устройство, так как он позволяет определять физическое и психическое состояние человека. Способов измерения пульса известно несколько: пульпация артерии человека, применение фотометрических и электрических средств. Природа предоставила человеку еще один способ измерения пульса: сердце человека на 2/3, как правило, смещено в левую сторону груди, и на 1/3 - в правую и поэтому в верхних конечностях человека пульс в правой руке отстает от пульса в левой руке и измерить это отставание возможно. Дело в том, что активное сопротивление - это сопротивление цепи переменному току, вызывающее безвозвратные потери энергии переменного тока. Причины этого, во-первых, потери за счет излучения электромагнитной энергии (любой проводник, в том числе и кровеносный, по которому идет переменный ток, сопровождаемый электрическими импульсами, излучает электромагнитные волны, уходящие в пространство); во-вторых, в радиоаппаратуре провода, размещенные близко друг от друга, при протекании переменного тока по одному проводу индуцирует токи в близлежащих проводах. Только надо это выявить. Можно воспользоваться идеей, изложенной в книге Гурвича И.С. «Защита электронных вычислительных машин от внешних помех». М. издательство «Энергия», 1975., с. 20. Для этого в устройство введены дополнительно датчик пульса 59, 60 и усилитель 65 измерителя ЧСС 61. Одна из возможных конструкций измерителя ЧСС 61 показана на фиг. 14 - вид сзади, начиная с лыжных палок, и на фиг. 15 - его структурно-принципиальная схема.

Датчик пульса 59, 60 расположен в двух рукоятках лыжных палок 57, 58 (оконтурен пунктирными линиями 183 на фиг. 14) и представляет собой в каждой рукоятке размещено по два металлических лепестка: 184, 185 в лыжной палке 57 и 186, 187 - в лыжной палке 58, соединенные двухжильными кабелями 78 и 79 и миниатюрными разъемами 80, 81 с электронным блоком 62, в котором размещены аналоговая усилительная и импульсная части измерителя ЧСС 61. Указанная идея электрически реализуется следующим образом (см. на фиг. 15). Аналоговая часть усилителя выполнена в виде двух аналоговых усилительных элементов на основе двух транзисторов 188, 189 и 190, 191 каждый усилительный элемент (оконтуренные сплошными линями - 192 и 193). Посредством двух дифференцирующих звеньев (оконтурены штрих - пунктирными линиями - 194 и 195) выделяются из усиленного сигнала переменные составляющие диодами 196, 197, из которых двумя элементами 2И - НЕ - 198, 199 формируются импульсные сигналы, управляющие триггером Т - 200 (импульсная цифровая часть усилителя оконтурена два штриха - пунктирными линиями - 201) и на выходе получают необходимый импульсный сигнал. Усилитель 65 измерителя ЧСС 61 оконтурен волнистыми линиями.

Программное обеспечение персонального компьютера. Составная часть устройства - блок программ. Конструктивно он может быть выполнен, например, на лазерном диске и копируется на жесткий диск персонального компьютера. Программное обеспечение условно можно разделить на три основные группы: служебные и тестовые программы, информационно-регистрационные и математические.

Служебные и тестовые программы обеспечивают работу персонального компьютера и проверку его составных узлов и устройства в целом.

Регистрационные и информационные программы обеспечивают обработку, автоматический ввод и регистрацию данных с периферийных датчиков, предварительную обработку входных сигналов и первичную математическую обработку характеристик физических упражнений.

В математические, в том числе и в углубленную математическую обработку спортивных упражнений, входят программы, которые позволяют определять биомеханические параметры: длительность всего движения и отдельных его фаз и периодов, величин перемещения, скорости и ускорения спортсмена. Кроме того, выполнение психологических заданий совершенствует волевую подготовку спортсмена.

По сравнению с прототипом заявляемое устройство обладает новыми качествами: во-первых, обеспечивает возможность определять самочувствие горнолыжника во время выполнения им физических упражнений и психологических заданий; во-вторых, предупреждать его об опасных параметрах его организма за пределы «коридора здоровья» и, в-третьих, постепенно увеличивать тренировку в пределах этого «коридора» и, тем самым, сберечь здоровье горнолыжнику, особенно молодому.

1. Устройство для тренировки мышц горнолыжника, содержащее средство для создания нагрузки тренирующемуся горнолыжнику, выполненное в виде двух силовых узлов на основе резиновых амортизаторов, имеющих держатели и обладающих возможностью задания отягчающей нагрузки и динамичного ее изменения при движении, а также обратного ее изменения при возвращении в исходное положение, персональный компьютер, на который приходят по проводам сигналы с измерителя частоты сердечных сокращений (ЧСС) и датчиков силы, источник электропитания, отличающееся тем, что в него, во-первых, введен перестраиваемый стабилизированный имитатор склона, выполненный из двух панелей - верхней и нижней, соединенных широким шарниром, обеспечивающим с помощью двух резьбовых фиксаторов регулирование и стабилизацию угла наклона имитатора склона, и снабженный присосками, установленными внизу на нижней панели для надежного прикрепления имитатора склона к полу, а на верхней его панели предусмотрены элементы резьбовых фиксаторов и крепежные элементы для установки перемещаемых с последующей фиксацией двух нагрузочных узлов, каждый из которых состоит из двух площадок, соединенных между собой с помощью пружин, и на нижних площадках предусмотрены ответные части указанных крепежных элементов, а на верхние площадки становится тренирующийся горнолыжник и фиксирует положение стоп ног, и в каждой площадке встроена в виде шарнира металлическая пластинка и при этом к нижней панели имитатора склона прикреплены два кронштейна, по одному с каждой стороны, с которыми, во-вторых, связаны два упомянутых силовых узла так, что каждый силовой узел одним концом прикреплен к кронштейну, а вторым концом - к второй части указанной металлической пластинки и каждый силовой узел составлен из датчика силы, силового элемента, выполненного на основе резиновых амортизаторов и совмещенного с регулятором, штока-удлинителя, выполненного из трех частей: первая часть - с продольным каналом и внутренней резьбой, вторая часть - в виде канала с наружной резьбой, с помощью которых обеспечивается удлинение или укорочение силового узла, и третья часть - спиральная пружина - его гибкое звено, выходящее из силового элемента, соединенного гибким звеном с упомянутой металлической пластинкой, в-третьих, в лыжные палки встроен датчик пульса измерителя ЧСС, действующий только тогда, когда тренирующийся горнолыжник держится обеими руками за рукоятки лыжных палок, кроме того, в-четвертых, в дополнительно введенном электронном блоке размещены три усилителя и источник электропитания, содержащий четыре батарейки, питающие электроэнергией два датчика силы измерителя силового давления, датчик пульса и усилителя измерителя ЧСС, на вход каждого усилителя соответственно поступают сигналы от указанных датчиков силы и датчика пульса измерителя ЧСС и усиленные сигналы подаются в системный блок упомянутого персонального компьютера через USB-порт, и, в-пятых, все соединения, измерения, алгоритмы, расчеты и картинки предусмотрены в программном обеспечении персонального компьютера, размещенном, например, на лазерном диске, причем датчики силы, каждый, соединен электрически с электронным блоком с помощью двух четырехжильных кабелей и двух миниатюрных разъемов, а датчик пульса измерителя ЧСС подсоединен электронному блоку посредством двух двужильных кабелей и двух миниатюрных разъемов и выходы усилителей - с входом USB-порта.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем резьбовые фиксаторы состоят, каждый, из: винта, выполненного из легкого нержавеющего металла или сплава, головка которого размещена в нижней панели и закрепляется вращательно с помощью двух планок, а его резьбовая часть проходит через верхнюю панель сквозь отверстие во вращающейся квадратной площадке, встроенной в верхнюю панель и закрепленной с помощью другой пары планок; гайки, выполненной из того же материала, что и винт, накрученной на винт и закрепляемой на квадратной площадке посредством квадратной планки, четырех втулок и скрепляющих их с квадратной площадкой четырех болтиков, и при этом в собранном резьбовом фиксаторе перемещение указанной гайки, а заодно и изменение угла наклона верхней панели осуществляется или посредством насечки, выполненной на внешней боковой поверхности гайки, или рукояткой, вставляемой в отверстия в гайке, предусмотренные для этой цели, а головка винта закреплена в нижней панели пятью болтиками с отверстиями для шплинтов, вставляемых в болтики после их закручивания, а квадратная площадка закрепляется в верхней панели десятью подобными болтиками.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем датчик силы состоит из: каркаса, выполненного из нержавеющего прочного металла или сплава, двух защитных крышек - передней и задней, выполненных из того же материала, что и каркас, причем в верхней части каркаса передняя и задняя крышки закрепляются четырьмя винтами неподвижно к каркасу, а в нижней его части - с некоторой слабиной двумя винтами, и в верхней части каркаса сделан каналец для прокладки гибкого тонкого четырехжильного кабеля, при этом датчик силы данной ТИС выполнен на четырех одинаковых тензорезисторных элементах, соединенных по схеме Уитстона, и два элемента закреплены в верхней утолщенной части каркаса, то есть той его части, что находится в нише каркаса, а два других элемента - на его внутренних поверхностях, боковых тонких стенках каркаса, причем электронная часть данной ТИС, состоящая из усилителя и блока питания, размещена в электронном блоке и запитана электрически от четырех автономных батареек, а механически датчик силы соединен с одной стороны с кронштейном, а с другой стороны - с силовым элементом посредством четырех отверстий, выполненных в каркасе датчика силы.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем в силовой элемент входят: патрубок с квадратным поперечным сечением, выполненный из нержавеющего металла или сплава, регулятор, включающий в себя ось, выполненную из нержавеющего прочного металла с наличием в ней резьбовой части, колесика для ее вращения и стопорного выступа для предотвращения произвольного перемещения этой оси в продольном направлении, первые две щечки для закрепления положения оси в патрубке и связи с датчиком силы посредством четырех винтов: два с одной стороны и два - с другой, первый ползунок с внутренней резьбой, обеспечивающей заданное его перемещение по оси и крепление на нем двух резиновых амортизаторов с помощью двух планок и четырех винтов: два с одной стороны и два с другой стороны, и шплинт, препятствующий сползанию первого ползунка с оси, и при этом другие концы резиновых амортизаторов, огибающих два миниатюрных подшипника, установленных на второй паре щечек посредством четырех кронштейнов, закрепляющихся на втором ползунке с помощью двух планок и четырех винтов: два с одной стороны и два с другой стороны, причем во втором ползунке сделано отверстие, в которое вставляется первая часть штока-удлинителя и фиксируется в нем, и во втором ползунке с помощью винта без головки, но с пропилом в торце, для чего во втором ползунке делается отверстие с резьбой, а упомянутые кронштейны закрепляются через отверстия в патрубке во второй паре щечек.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введена спиральная пружина, выполненная из нержавеющей пружинящей металлической проволоки и представляющая собой цилиндрическую спираль, намотанную виток к витку и с обеих сторон имеющую проволочные отгибы для крепления с одной стороны со второй частью штока-удлинителя и с другой стороны со второй частью металлической пластинки, при этом соединение ее со второй частью штока-удлинителя закреплено развальцованной заклепкой, а со второй частью металлической пластинки - шпилькой и фиксированной шплинтом в предусмотренные для этого отверстия.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем датчик пульса размещен в двух рукоятках лыжных палок и представляет собой, в каждой, по два металлических лепестка, соединенных электрически двумя двужильными кабелями и двумя миниатюрными разъемами с электронным блоком, в котором размещены аналоговая и импульсная усилительные части усилителя ЧСС, при этом аналоговая часть выполнена в виде аналоговых усилителей, например, на основе двух транзисторов каждый, посредством двух дифференцирующих звеньев выделяются переменные составляющие аналоговых сигналов и используют их положительные составляющие с помощью двух диодов, а импульсная часть усилителя ЧСС выполнена на микросхемах: два элемента 2И-НЕ, с помощью которых формируют импульсные сигналы, и триггер Т, управляемый ими, и на выходе получают необходимый импульсный сигнал.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к велотренажеру, содержащему: опору для поддерживания велосипеда, имеющего раму и заднее колесо, прикрепленное к задней оси, причем опору, содержащую средство для смещения велосипеда в прямое положение, и валик для зацепления с задним колесом велосипеда, причем когда велосипед опирается на опору, валик обеспечивает сопротивление вращению заднего колеса, и задняя ось велосипеда не соединена с опорой.

Заявленное изобретение относится к тренажерному комплексу для развития координации движений, вестибулярной устойчивости и выносливости в сложно-координационных видах спорта с автоматической лонжей и способу его применения в подготовке спортсменов разного уровня и направлено на развитие, совершенствование и закрепление двигательных навыков в сложно-координационных видах спорта, таких как акробатика, гимнастика спортивная и художественная, фигурное катание, лыжные акробатические дисциплины, танцевальные классы, балет, все виды единоборств, биатлон, хоккей и т.д.

Настоящее изобретение относится к приспособлению для тренировки ходьбы, а также способу тренировки ходьбы для него. Оно содержит устройство для ходьбы, выполненное с возможностью крепления к ноге пользователя так, чтобы помогать пользователю при ходьбе; первый обеспечивающий натяжение участок, выполненный с возможностью тянуть одно из устройства для ходьбы и ноги пользователя в направлении вертикально верхней стороны и в направлении передней стороны; второй обеспечивающий натяжение участок, выполненный с возможностью тянуть одно из устройства для ходьбы и ноги пользователя в направлении вертикально верхней стороны и в направлении задней стороны; и управляющий участок, выполненный с возможностью управлять усилием натяжения первого обеспечивающего натяжение участка и усилием натяжения второго обеспечивающего натяжение участка, так что результирующее усилие направленной вверх вертикальной составляющей усилия натяжения первого обеспечивающего натяжение участка и направленной вверх вертикальной составляющей усилия натяжения второго обеспечивающего натяжение участка поддерживает вес устройства для ходьбы.

Предлагаемое устройство - тренажер пневмоупругая подушка (ТПУП) позволяет пользователю, не поднимаясь с рабочего места, не отвлекаясь от профессиональных функций, устранять застойные процессы в мягких тканях нижних конечностей и малого таза.

Изобретение «Мяч для мини-гольфа» предназначено для использования в спортивных играх, в частности, в мини-гольфе. Мячи для мини-гольфа имеют пять основных характеристик: отскок, массу, твердость (жесткость), диаметр, покрытие поверхности.

Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано для занятий физической культурой и спортом, для реабилитации опорно-двигательного аппарата. Участки тела пользователя крепятся с помощью быстросъемных элементов крепления 9 к силовому тросу 8, перекинутому через ролик 16, который крепится на вертикально ориентированной телескопической стойке 15, которая укреплена на дополнительной передвижной платформе 14.

Изобретение относится к спортивным тренажерам, применяемым для тренировки мышц ног. В предлагаемом изобретении «Устройство для тренировки мышц конькобежцев» включает в себя два силовых узла, одним концом закрепленные на поясе спортсмена с левой и с правой стороны на первом ремне, а другим концом - на ступнях ног с помощью замков и металлических пластинок, а положение первого ремня фиксируется посредством второго ремня, проходящего между ног спортсмена, при этом в устройстве решена проблема измерения необходимых параметров состояния спортсменов и передача этих параметров тренеру посредством мобильного сотового телефона, с помощью которого, в-четвертых, решена также проблема двухсторонней радиосвязи тренера с тренирующимися спортсменами и этих спортсменов с тренером благодаря тому, что к мобильному сотовому телефону и автоматическому электронному коммутатору электрически подключен различитель речевого сигнала.

Изобретение относится к области спорта, в частности к спортивным тренажерам, защищенным от несанкционированного хищения весовых грузов, эксплуатируемых на уличных площадках.

Изобретение относится к усовершенствованию гантели и штанги - спортивных снарядов для силовых тренировок. В спортивном снаряде, зеркально-симметричном относительно вертикальной продольной плоскости, состоящем из рукояти грифа с двумя грузовыми частями по краям, в грузовых частях выполнены сквозные отверстия для установки дополнительных грузов, оси отверстий перпендикулярны вертикальной продольной плоскости симметрии снаряда.

Изобретение относится к технически сложному бытовому прибору, а именно к спортивному инвентарю, предназначенному для использования в области спорта, физической культуры, фитнеса, велнес процедур для повышения резервов здоровья человека на основе диагностических критериев.

Способ тренировки мускулов, заключающийся в тренировке мускулов пользователя за счет поочередного выполнения следующих этапов: этапа компрессии и физических упражнений, на котором ремень обматывают вокруг по меньшей мере одной из конечностей пользователя, прикладывают к этой конечности определенное давление для ограничения кровообращения в мускулах пользователя без остановки кровообращения и предлагают пользователю выполнить физические упражнения под нагрузкой для приложения нагрузки с определенным весом к мускулам пользователя; и этапа прекращения физических упражнений, на котором пользователю предлагают прекратить физические упражнения под нагрузкой при продолжении приложения определенного давления к пользователю. Значение этого определенного веса составляет меньше чем максимальный вес, необходимый пользователю для проявления максимальной силы мускулов. Обеспечивает возможность безопасного задания соответствующего определенного давления для пользователя, а также обеспечивает укрепление мускулов и кровеносных сосудов. 5 з.п ф-лы, 27 ил.

Предлагаемое изобретение относится к спортивным тренажерам, а именно к устройствам для обучения и совершенствования двигательных действий, психологической устойчивости и волевой подготовки горнолыжника. Устройство содержит механическое средство для создания нагрузки тренирующемуся горнолыжнику, выполненное в виде двух силовых узлов на основе резиновых амортизаторов, имеющих держатели и обладающих возможностью задания отягчающей нагрузки и динамичного ее изменения при движении, а также обратного ее изменения при возвращении в исходное положение, персональный компьютер, на который приходят по электрическим проводам сигналы с измерителя частоты сердечных сокращений и датчиков силы. В устройство введены: перестраиваемый стабилизированный имитатор склона, выполненный из двух панелей, соединенных широким шарниром, обеспечивающим с помощью двух резьбовых фиксаторов регулирование и стабилизацию угла наклона имитатора склона. Обеспечивается расширение функциональных возможностей путем введения стабилизированного и регулируемого имитатора склона и возможности изменения угла наклона. 5 з.п. ф-лы, 15 ил.

Наверх