УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ТРЕНАЖЕР Российский патент 1998 года по МПК A63B21/12 A63B23/00 

Изобретение относится к спортивному инвентарю, в частности к приспособлениям для развития мышц рук, ног, туловища, и может быть использовано как для спортивных тренировок, так и в оздоровительных целях.

Известно устройство для тренировки мышц, содержащее каркас, горизонтальную платформу с возможностью вертикального перемещения, приспособление для размещения пользователя, исполнительный механизм, средство для создания нагрузки [1]
Это устройство является сложным по конструкции и имеет большие габариты, не обеспечивающие высокой эффективности тренировки.

От этих недостатков свободен комбинированный комнатный тренажер, содержащий П-образную вертикальную опору, место для размещения пользователя в виде гимнастического мата, размещенного на раме, опору, соединенную с рамой, и силовой комплекс, состоящий из двух нагружателей с телескопическими рычагами и набором сменных элементов [2]
Данный тренажер занимает относительно мало места, а тренировки на нем позволяют воздействовать практически на все мышцы человека, что делает его наиболее близким к предлагаемому.

Недостатками известного комбинированного комнатного тренажера являются:
низкий диапазон регулирования нагрузочных усилий;
невозможность регулирования нагрузки на разные участки мышц (верхние, средние, нижние);
невозможность регулирования нагрузки и выполнения упражнений на несколько групп мышц одновременно.

Предлагаемая конструкция универсального тренажера предназначена для решения следующих задач:
повышения эффективности тренировки за счет расширения диапазона нагрузки и возможности целенаправленно воздействовать на различные участки мышц, разрабатывая тем самым специфические группы мышц для конкретных видов спорта;
снижения перегрузок сердечно-сосудистой системы за счет замены фазы уступающей нагрузки на фазу расслабления и уменьшения нагрузки на опорно-двигательный аппарат и суставные сумки;
быстрого наращивания и формирования мышечной массы без использования химических препаратов и повышения функциональности внутренних органов за счет комплексной нагрузки на мышечный аппарат, т.е. на максимальное число групп мышц человеческого тела, а также за счет снижения микротравматизма мышц во время нагрузки;
реабилитации опорно-двигательного аппарата в постравматический период (переломы, растяжения и т.д.) за счет снятия нагрузки с суставов;
растяжки суставно-связочного аппарата во время тренировки за счет фазы расслабления;
использования в ограниченном пространстве за счет компактности;
возможности на базе группы универсальных тренажеров развивать новое спортивное направление "аэробилдинг", по типу аэробики, когда работа на тренажерах происходит с использованием музыкальных ритмов, за счет компактности и многофункциональности.

Поставленные задачи решаются за счет того, что универсальный тренажер, содержащий раму, место для размещения пользователя, установленное на раме, опору, соединенную с рамой и несущую силовой комплекс, состоящий из двух нагружателей с телескопическими рычагами и набором сменных элементов, характеризуется тем, что рама снабжена направляющей, расположенной параллельно ей, а силовой комплекс состоит из неподвижно установленной на раме силовой части и установленного на направляющей одного или нескольких силовых поясов, имеющих возможность перемещения вдоль направляющей и фиксации относительно суставных узлов пользователя, при этом силовой пояс снабжен сменными нагружателями, имеющими три степени свободы в выборе пространственного положения относительно суставных узлов, нагружатели при этом выполнены фрикционными, упругими, трособлочными или комбинированными и имеют барабан, установленный на оси нагружателя с возможностью эксцентричного смещения, а место для размещения пользователя выполнено составным из последовательно расположенных на раме регулируемого по росту пользователя подголовника, межлопаточной опоры, неподвижного сиденья, откидного сиденья, ремня фиксации и съемной подколенной опоры.

Отличительными признаками предлагаемого универсального тренажера от указанного выше известного комбинированного комнатного тренажера, наиболее близкого к нему, являются:
наличие направляющей, расположенной на раме параллельно ей;
выполнение силового комплекса из неподвижно установленной на раме силовой части и установленного на направляющей одного или нескольких силовых поясов, которые имеют возможность перемещаться вдоль направляющей и фиксироваться относительно суставных узлов пользователя;
выполнение нагружателей с тремя степенями свободы в выборе пространственного положения относительно суставных узлов;
выполнение нагружателей фрикционными, упругими, трособлочными или комбинированными, с установленными на их осях барабанами, имеющими возможность эксцентричного смещения;
выполнение места для размещения пользователя составным из последовательно расположенных на раме регулируемого по росту пользователя подголовника, межлопаточной опоры, неподвижного сиденья, откидного сиденья, ремни фиксации и съемной подколенной опоры.

Благодаря наличию этих признаков создается максимальное удобство при работе тренажера за счет того, что место для размещения пользователя выполнено составным с учетом анатомических особенностей тела человека;
исключаются нагрузки на суставы за счет соосного совмещения осей суставных узлов и нагружателей, которые имеют возможность эксцентричного смещения и три степени свободы в выборе пространственного положения относительно суставных узлов;
повышается эффективность тренировки за счет перемещения силового пояса по направляющей и особенностей конструкции нагружателей, имеющих три степени свободы в выборе пространственного положения относительно суставных узлов;
снижается перегрузка сердечно-сосудистой системы и сокращается время восстановления мышц после тренировки за счет использования упругого элемента, который позволяет произвести замену фазы уступающей нагрузки на фазу расслабления.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

На момент подачи заявки существует общественная потребность в изготовлении заявляемого устройства, так как известные аналогичные устройства не обеспечивают соединения таких признаков, как компактность и расширенный диапазон нагрузки. Это отрицательно сказывается на их использовании массовым потребителем.

Заявляемое техническое решение позволяет преодолеть предубеждения специалистов в данной области о невозможности решения поставленных задач с помощью одной конструкции, так как данные задачи обычно решаются с помощью комплекса тренажеров.

Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как принимая во внимание уровень техники на дату подачи заявки, предлагаемое решение не является очевидным для специалистов в данной области.

Изобретение поясняется чертежами, где изображено: на фиг. 1 общий вид универсального тренажера; на фиг. 2 силовая часть (неподвижная); на фиг. 3 - силовой пояс (подвижный); на фиг. 4 вариант силового пояса; на фиг. 5 - нагружатель; на фиг. 6 сменные элементы; на фиг. 7 виды опоры; на фиг. 8 - стандартные положения нагружателей.

Универсальный тренажер (фиг. 1) содержит раму 1, на которой установлено место для размещения пользователя, состоящее из подголовника 2, фиксируемого по росту пользователя фиксатором 3, межлопаточной опоры 4, неподвижного сиденья 5, откидного сиденья 6 с распоркой 7 для регулирования угла подъема откидного сиденья, ремня фиксации 8 и съемной подколенной опоры 9.

На раме 1 на уровне подголовника 2 смонтирована неподвижно силовая часть 10 силового комплекса.

К раме 1 параллельно присоединена направляющая 11, на которой подвижно установлен силовой пояс 12 силового комплекса.

Силовая часть 10 (фиг. 2) состоит из опоры 13, выполненной из двух изогнутых труб, жестко закрепленных между собой в верхней части и несущих держатель 14 нагружателя. При этом нагружатель 15 может быть выполнен съемным с силового пояса 12, или специально изготовлен. Силовая часть 10 регулируется по росту пользователя посредством фиксаторов 3.

Для передачи нагрузки пользователю к нагружателю 15 присоединена штанга 16, имеющая с двух сторон телескопически расположенные в ней Г-образные рычаги 17, регулируемые по ширине фиксатором 3 и имеющие на свободных концах опорные лопатки 18.

Силовой пояс 12 (фиг. 3) выполнен из каретки 19, имеющей возможность перемещения по направляющей 11 и фиксации на ней посредством фиксатора 3, рычагов 20, связанных между собой посредством зубчатой пары 21. Рычаги 20 выполнены с возможностью отклонения от вертикали и фиксации в любом выбранном положении посредством стабилизатора 22 и зажима 23 и являются опорой для нагружателей 15.

На концах рычагов 20 смонтированы держатели 14 нагружателей. Они выполнены в виде фиксатора 3, закрепленного на шарнире 24 к оси 25 держателя. Ось 25 держателя подвижно соединена со стабилизатором 22, что дает возможность сохранять симметрию при изменении положения рычагов 20.

С помощью зажима 23 на шарнире 24 меняется угол наклона нагружателя 15 в сагиттальной плоскости.

Силовой пояс 12 (фиг. 4) может быть выполнен в упрощенном варианте в виде трубы 26 с размещенными телескопически внутри нее штангами 27. Труба 26 своей серединой жестко присоединена к каретке 19 перпендикулярно направляющей 11 во фронтальной плоскости пользователя.

Нагружатели 15 располагаются симметрично один другому и регулируются посредством фиксатора 3 по ширине, например, плеч пользователя и по углу наклона в сагиттальной плоскости.

Основной элемент тренажера нагружатель 15 (фиг. 5), выполненный в виде опорной штанги 28 с возможностью осевого поступательного и вращательного перемещения в держателе 14. Выбранное положение нагружателя 15 фиксируется посредством фиксатора 3. Штанга 28 несет с одного конца опорный съемный валик 29 для закрепления упругого элемента 30, а с другого конца силовой узел нагружателя.

Силовой узел нагружателя состоит из корпуса 31, закрепленного под прямым углом к опорной штанге 28 и натяжителя 32, который шарнирно соединен с корпусом 31.

Внутри корпуса 31 проходит ось 33, несущая с одного конца барабан 34 для наматывания упругого элемента 30, Барабан 34 закреплен на оси 33 с возможностью эксцентричного смещения посредством фиксатора 3.

На другом конце оси 33 посредством зажима 23 подвижно установлен телескопический рычаг 35, длина которого регулируется фиксатором 3.

На свободном конце телескопического рычага 35 поперечно закреплен цилиндрический корпус 36 с фиксатором 3 для набора сменных элементов.

Сменные элементы (фиг. 6) крепятся на штанги 37.

Для расширения диапазона упражнений нагружатели 15 снабжены комплектом сменных элементов: элемент для ног 38, рукоятка кистевая 39, локтевая опора 40, локтевая опора 41.

Предлагаемый универсальный тренажер работает следующим образом.

Тренажер находится, например, в горизонтальном положении. Пользователь располагается так, что его голова лежит на подголовнике 2, который устанавливается по росту пользователя с помощью фиксатора 3, грудной отдел позвоночника опирается на межлопаточную опору 4, поясничный отдел опирается на неподвижное сиденье 5, таз лежит на откидном сиденье 6, подколенные впадины опираются на съемную подколенную опору 9. При необходимости положение фиксируется ремнем фиксации 8.

По направляющей 11 перемещаем подвижный силовой пояс 12 на уровень, например, плечевого пояса и фиксируют фиксатором 3. Посредством зажима 23, установленного на одном из рычагов 20 и фиксирующего положения стабилизатора 22, устанавливаем необходимую ширину расположения нагружателей 15.

С помощью зажима 23 на шарнире 24 регулируем угол нагружателя 15 в сагиттальной плоскости. Выбираем положение штанги 28 вращательным и поступательным движением и фиксируем его фиксатором 3 в держателе 14 нагружателя.

Используем вариант с упругим элементом нагружателя. Один конец упругого элемента 30 закрепляется на опорном съемном валике 29, второй конец на барабане 34 и натягивается натяжителем 32.

Нагрузку регулируем двумя способами:
1 мощность нагрузки регулируется количеством закрепленных упругих элементов 30,
2 воздействие на определенный участок отдельной мышцы регулируется смещением барабана 34 в эксцентричное положение оси 33 посредством фиксатора 3.

Выбираем необходимое положение телескопического рычага 35 на оси 33 посредством зажима 23, для смены направления на противоположное телескопический рычаг 35 перемещаем на 180^o. Длину телескопического рычага 35 устанавливаем в зависимости от длины плеча пользователя посредством фиксатора 3.

Выбираем из набора необходимый сменный элемент и закрепляем его штангу 37 в цилиндрическом корпусе 36 телескопического рычага 35 с помощью фиксатора 3. Сменные элементы передают нагрузку с телескопического рычага 35 на рабочее плечо конечности.

При использовании упрощенного варианта подвижного силового пояса 12 изменяем ширину расположения нагружателей 15 и их наклон в сагиттальной плоскости с помощью фиксаторов 3, расположенных на штанге 27.

При использовании двух силовых поясов 12 можно одновременно прорабатывать 4 группы мышц рук и ног.

При использовании нескольких силовых поясов 12 сокращается время тренировки за счет исключения некоторых переключений настройки тренажера под конкретного пользователя, для определенного упражнения.

Неподвижная силовая часть 10 используется для скручивания туловища по вертикальной оси. Для этого рама 1 приводится в промежуточное положение, при котором ось 33 нагружателя 15 неподвижной силовой части 10 расположена вертикально. Откидное сиденье 6 приводится в горизонтальное положение под углом к раме 1 с помощью распорки 7.

Пользователь размещается на откидном сиденье 6 вертикально, его позвоночник расположен соосно с осью 33 нагружателя. На оси 33 закрепляется штанга 16, имеющая телескопически расположенные внутри нее Г-образные рычаги 17, регулируемые по ширине плеч пользователя фиксаторами 3 и имеющие на свободных концах опорные лопатки 18.

Штанга 16 своей серединой закреплена съемно на оси 33 посредством зажима 23.

Для пояснения работы предлагаемого универсального тренажера используем три основных положения нагружателей 15 в держателях 14 подвижного силового пояса 12 (фиг. 8).

Обозначим их А, Б, В. Расположение рычагов и механизмом берется с учетом анатомических плоскостей тела человека независимо от положения тренажера.

Положение А: оси 33 нагружателей 15 расположены соосно друг другу и оси вращения плечевого суставного узла, барабаны 34 снаружи. Телескопические рычаги 35 работают в сагиттальной плоскости.

Положение Б: оси 33 нагружателей 15 расположены параллельно оси позвоночника, а телескопические рычаги 35 работают в горизонтальной плоскости.

Положение В: оси 33 нагружателей 15 расположены перпендикулярно фронтальной плоскости, а телескопические рычаги 35 работают во фронтальной плоскости.

Кроме данных основных положений, существует множество промежуточных, выбор которых зависит от специфики выполняемых упражнений.

Для выяснения взаимосвязи между положением нагружателей 15 и нагружаемых групп мышц приведена таблица.

Чтобы выполнить упражнения на дельтовидные мышцы без травматизма позвоночника и связочного аппарата, который имеет место при работе на ту же группу мышц с отягощением (со штангой или гантелями), устанавливаем нагружатели 15 в положение В, телескопические рычаги 35 при этом приведены в крайне нижнее положение. Локти опираются на сменный элемент локтевая опора 40. Руки согнуты в локтях. Выполняя упражнение, поднимаем локти вверх во фронтальной плоскости. При этом нагружаются дельтовидные мышцы.

Благодаря соосному расположению оси 33 и оси вращения плечевого сустава, нагрузка на позвоночник сведена к минимуму. При выполнении подобного упражнения с отягощением весь поднимаемый вес ложится на позвоночник, что часто приводит к травматизму.

Для того чтобы переключить нагрузку с дельтовидных мышц на широчайшие мышцы спины, достаточно перевести телескопические рычаги 35 в крайне верхнее положение.

Выполняя упражнение, приводим локти сверху вниз во фронтальной плоскости. А для того, чтобы выполнить такую же смену с отягощением, придется использовать другое устройство.

В отличие от известного комбинированного комнатного тренажера, наиболее близкого к предлагаемому, универсальный тренажер может иметь разные виды опоры (фиг. 7). Опора может быть выполнена: качельной 42, типа "скамейка" 43, навесной 44, одноопорной 45, типа вертикальной распорки 46, типа наклонного кресла 47.

Пользователь может выбрать наиболее подходящую ему. Все виды опоры портативны и компактны.

Таким образом компактность и многофункциональность предлагаемого универсального тренажера позволяют эффективность работать на одном устройстве на ограниченной площади.

Использование: в качестве спортивного инвентаря. Сущность: силовая часть расположена на раме. Силовые пояса установлены на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и фиксирования относительно суставных узлов пользователя. Нагружатели силового пояса имеют три степени свободы пространственного положения. Барабан нагружателей установлен на их оси с возможностью эксцентричного смещения. Место для размещения пользователя выполнено составным из последовательно расположенных на раме регулируемого подголовника, межлопаточной опоры, неподвижного сиденья, откидного сиденья, ремня фиксации и съемной подколенной опоры. 8 ил., 1 табл.

Универсальный тренажер, содержащий раму, место для размещения пользователя, установленное на раме, опору, соединенную с рамой и несущую силовой комплекс, состоящий из двух нагружателей с телескопическими рычагами и набором сменных элементов, отличающийся тем, что рама снабжена направляющей, расположенной параллельно ей, а силовой комплекс состоит из неподвижно установленной на раме силовой части и установленного на направляющей одного или нескольких силовых поясов, имеющих возможность перемещения вдоль направляющей и фиксации относительно суставных узлов пользователя, при этом силовой пояс снабжен сменными нагружателями, имеющими три степени свободы в выборе пространственного положения относительно суставных узлов, нагружатели при этом выполнены фрикционными, упругими, трособлочными или комбинированными и имеют барабан, установленный на оси нагружателя с возможностью эксцентричного смещения, а место для размещения пользователя выполнено составным из последовательно расположенных на раме регулируемого подголовника, межлопаточной опоры, неподвижного сиденья, откидного сиденья, ремня фиксации и съемной подколенной опоры.