ПЕРЕНОСНОЙ ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ ТРЕНАЖЕР-ЭСПАНДЕР Российский патент 1998 года по МПК A63B21/02 A63B21/00 

Изобретение - переносной ортопедический тренажер-экспандер - относится к устройствам, предназначенным для физической культуры и спорта, кроме того, может быть использовано для целей лечебной физкультуры для проведения реабилитационных оздоровительных занятий.

Использование устройств, позволяющих создать в мышцах рук и торса необходимое для их тренировки напряжение, широко известно. Эти устройства представляют собой спортивные тренажеры самых различных видов. Различие между спортивными тренажерами заключается в способе крепления устройства на тренируемой конечности или в определенном контакте между ними. Имеется в виду, что тренажер может удерживаться с помощью фаланг пальцев рук или контакт происходит при помощи наложения кистей рук, а также предплечий на определенную деталь тренажера. Тренажеры различаются по использованию различных устройств или элементов, позволяющих создать в мышцах необходимое напряжение (противовесы, металлические пружины растяжения и т.д.). Для соединения с ними часто используются различные виды разъемных кинематических пар (далее в тексте РКП). Наиболее простой вариант представляет собой металлическое кольцо и карабин. Карабин состоит из металлического крючка с пружинной частью, открывающейся внутрь.

Известен станок для тренировки мышц предплечий и кистей рук, имеющий съемные элементы различной конфигурации (в зависимости от поставленной задачи) для кистевого захвата и средство для создания нагрузки (см. патент РФ N 2017513, кл. A 63 B 23/035, 1994).

Известен также раздвижной тренажер, где в качестве элемента, контактирующего с конечностью, использовано кольцо с насечкой (см. патент РФ N 2083250, кл. A 63 B 23/00, 1997).

Известен тренажер-эспандер (БСЭ т. 30, с. 251), используемый для тренировки мышц рук и торса. Тренажер имеет две ручки, соединенные между собой упругим элементом, часто с помощью РКП. Ручки эспандера являются однотипными конструктивными элементами, обеспечивающими контакт тренажера с кистями рук.

Упругий элемент обычно выполнен в виде металлической пружины растяжения. В данном случае контакт с тренажером достигается путем обхвата ручек эспандера фалангами пальцев и прижиманием их к ладонной части кисти. Этим достигается относительно плотный контакт, что позволяет использовать устройство для тренировки мышц. Частями тела, через которые усилие передается на тренируемые мышцы, являются кисти рук.

Известен тренажер, принятый в качестве наиболее близкого аналога, содержащий упругий элемент, позволяющий создать в мышцах необходимое напряжение, и два однотипных конструктивных элемента-ложемента, обеспечивающих контакт с кистями рук (патент США N 5108096, A 63 B 21/02, 1992).

Недостатком описанных выше устройств, в том числе и ближайшего аналога, является то, что ограниченная площадь контакта между ручкой и кистью руки создает в зоне контакта большое давление, что в совокупности с необходимостью использовать фаланги пальцев рук для удержания тренажера делает затруднительным значительное увеличение нагрузки на тренируемые мышцы. Увеличение нагрузки на избранные мышцы ограничено возможностью фаланг пальцев удерживать ручку тренажера-эспандера.

Задачей изобретения является создание переносного ортопедического тренажера-эспандера, предназначенного для тренировки мышц рук и торса, с расширенными эксплуатационными возможностями, позволяющими существенно увеличить диапазон тренировочных нагрузок.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в изобретении, содержащем упругий элемент, позволяющий создать в мышцах необходимое напряжение, и два однотипных конструктивных элемента-ложемента, обеспечивающих контакт с кистями рук, достигается за счет того, что каждый конструктивный элемент-ложемент выполнен в виде кожуха, внутри которого расположено устройство регулирования плотности облегания кистей рук за исключением фаланг пальцев, и снабжен элементами фиксации на кистях рук без использования фаланг пальцев.

Однотипные конструктивные элементы-ложементы закреплены на концах упругого элемента.

Тренажер снабжен средствами соединения упругого элемента с ложементами, которые выполнены в виде двух видов звеньев разъемных кинематических пар, первые звенья закреплены на ложементе и состоят из основания с отверстиями для их крепления, стоек и валика, а вторые выполнены в виде металлического крючка с плоской пружиной, причем в крючке имеется отверстие, используемое для соединения с упругим элементом.

Упругий элемент выполнен в виде пружин.

Устройство регулирования плотности облегания кистей рук за исключением фаланг пальцев образовано камерой, в которую закачивается воздух, и манжетом, при этом средство крепления выполнено в виде ремня, охватывающего руку спортсмена.

На фиг. 1 изображен вид сбоку одного из двух однотипных конструктивных элементов-ложементов тренажера, обеспечивающих контакт переносного ортопедического тренажера-эспандера с кистями рук; на фиг. 2 - продольный разрез одного из двух однотипных конструктивных элементов-ложементов тренажера, обеспечивающих контакт переносного ортопедического тренажера-эспандера с кистями рук; на фиг. 3 - вид спереди одного из двух однотипных конструктивных элементов-ложементов тренажера, обеспечивающих контакт переносного ортопедического тренажера-эспандера с кистями рук; на фиг. 4 - вид сверху второго звена РКП; на фиг. 5 - вид сверху первого звена РКП; на фиг. 6 - вид сбоку второго звена РКП; на фиг. 7 - вид сбоку первого звена РКП.

Переносной ортопедический тренажер-эспандер состоит из двух однотипных конструктивных элементов-ложементов и соединяемого с ними средства создания нагрузки в виде упругого элемента.

Упругий элемент используется для создания в мышцах необходимого для их тренировки напряжения и является конструктивным элементом тренажера. Используются два вида упругого элемента, отличающиеся по длине. Элемент с меньшей длиной используется для соединения ложементов тренажера между собой. Упругий элемент с большей длиной используется для соединения при использовании одного ложемента тренажера. В этом случае один конец упругого элемента закрепляется на ложементе, а другой - на любой неподвижной опоре, не являющейся частью тренажера.

Однотипные конструктивные элементы-ложементы обеспечивают контакт тренажера с кистями рук. Их конструкция обеспечивает достижение изобретением требуемого технического результата.

Ложементы имеют одинаковую конструкцию и изготовлены из одних и тех же материалов. Они выполняют одни и те же функции, поэтому будет описываться конструкция только одного из них.

Основным элементом, воспринимающим нагрузки и задающим форму ложемента, является жесткий кожух 1, на котором крепятся первые звенья 2 разъемных кинематических пар (РКП), манжет 3 со стягивающим ремнем 4 и перемычка 5.

Крепление первых звеньев 2 РКП, манжета 3 и перемычка 5 на кожухе 1 происходит при помощи резьбовых соединений 8.

Ложемент тренажера, располагаясь над кистью руки со стороны предплечья, доходит до лучезапястного сустава, а со стороны пальцев - до пястно-фаланговых суставов. Со стороны большого пальца в кожухе 1 ложемента выполнен вырез, через который большой палец выводится за пределы кожуха. В кожухе 1 имеются отверстия с внутренней резьбой под резьбовые соединения 8 для крепления первых звеньев 2 РКП, манжета 3 и перемычки 5.

Всю поверхность кожуха 1 можно разделить на поверхность со стороны ладонной части кисти (далее в тексте - ладонная поверхность кожуха), на поверхность со стороны тыльной части кисти (далее в тексте - тыльная поверхность кожуха), на поверхность со стороны большого пальца (далее в тексте - первая боковая поверхность кожуха), на поверхность со стороны ребра ладони (далее в тексте - вторая боковая поверхность кожуха).

Кожух 1 имеет форму, близкую к полому эллиптическому цилиндру, который имеет два основания в виде эллипсов. Одно основание располагается над лучезапястным суставом (далее в тексте - нижнее основание кожуха), другое - над пястно-фаланговыми суставами кисти за исключением пястно-фалангового сустава большого пальца (далее в тексте - верхнее основание кожуха).

Первые звенья 2 РКП жестко закреплены на кожухе 1 ложемента, а вторые звенья 14 соединены с упругим элементом. Все первые звенья 2 РКП идентичны друг другу, что позволяет второму звену 14 РКП соединяться с любым из них.

Первое звено 2 РКП состоит из основания 9, стоек 10 и валика 11. В основании 9 звена 2 имеются два отверстия 12, предназначенные для крепления звена на поверхности кожуха 1 с помощью винтов. На кожухе 1 закреплено шесть первых звеньев 2: два на ладонной поверхности кожуха, два - на тыльной поверхности кожуха и два на второй боковой поверхности кожуха. На первой боковой поверхности кожуха звеньев 2 РКП нет.

Упругий элемент, являющийся конструктивным элементом тренажера, состоит из пружины 13 и соединен с двумя вторыми звеньями 14 РКП, состоящими из металлического крючка 15, в котором имеется отверстие 16, используемое для соединения с пружиной 13. На поверхности металлического крючка закреплена плоская пружина 17. Для крепления пружины используются два резьбовых соединения 18.

Устройство для регулирования
Камера 6 располагается внутри кожуха 1 и манжеты 3 и имеет трубку 7 для закачивания воздуха. В трубке 7 можно установить золотник.

При работе устройства камера 6 под воздействием закачиваемого воздуха расширяется. Ограниченная кожухом 1 и манжетом 3 камера 6 плотно облегает кисть руки за исключением фаланг пальцев и принимает форму, близкую к форме кожуха. Камера 6 имеет два основания. Верхнее основание камеры 6 совпадает с верхним основанием кожуха 1. Нижнее основание камеры 6 совпадает с нижним основанием манжета 3.

Камера 6 имеет сложную форму с вырезом, который позволяет вывести за ее пределы большой палец руки. По своим параметрам вырез приближенно соответствует вырезу на кожухе 1, продолжается под манжетом и выходит на нижнее основание камеры.

Манжет 3 имеет на своей поверхности стягивающий ремень, предназначенный для его фиксации. Манжет 3 расположен над камерой 6 на предплечье руки в районе лучезапястного сустава.

При работе тренажера манжет 3 принимает форму, близкую к форме кожуха 1, и, как и кожух, имеет два основания. Верхнее основание манжета 3 крепится по периметру нижнего основания кожуха 1 и выполнено с металлической пластиной с отверстиями под винты. Нижнее основание манжета 3 совпадает с нижним основанием камеры 6.

Перемычка 5 имеет прочную связь с кожухом 1 и располагается между пальцами, препятствуя движению камеры 6 в сторону фаланг пальцев, а всего устройства в сторону предплечья. Перемычка 5 имеет форму удлиненного цилиндра и с обоих концов снабжена металлической насадкой с отверстиями под винты для крепления на кожухе 1.

Перчатки 7 служат для устранения контакта между кожей рук и камерой, непосредственного влияния на технический результат не оказывают, поэтому подробно не описываются.

Форму ложемента тренажера, в том числе и геометрическую, определяет в первую очередь кожух 1. Камера 6 и манжет 3 принимают форму, близкую к форме кожуха, который близок к эллиптическому цилиндру.

Размеры ложементов, входящих в состав тренажера, зависят от размеров кистей рук человека, использующего его. Размеры упругого элемента зависят от длины рук, а его упругость от физических способностей человека.

Характеристики материалов, из которых изготавливается тренажер, могут иметь достаточно большие допуски. Увеличение веса тренажера или его размеров для обеспечения необходимой прочности не влияют на достижение технического результата.

Желательным условием является возможность использования пальцев рук для соединения звеньев РКП друг с другом.

В состав переносного ортопедического тренажера-эспандера входят два однотипных конструктивных элемента-ложемента.

Ниже описаны операции, которые необходимо произвести с одним из них при подготовке к использованию. Точно такие же операции необходимо произвести с другим ложементом тренажера.

В первую очередь закачивается в камеру 6 через трубку 7 воздух. Для этого можно использовать насос. Камера 6 расширяется и принимает форму, близкую к форме кожуха 1, одновременно она расплавляет манжет 3. При желании можно надеть перчатки. Они служат для устранения контакта между кожей рук и материалом камеры. Использование или не использование перчаток непосредственного влияния на достижение технического результата не оказывает.

Ложемент тренажера надевается на кисть руки. Увеличивая или уменьшая давление в камере, добиваются необходимой плотности облегания.

Если в трубке 7 не используется золотник, то для удержания в камере 6 необходимого давления используется перегибание трубки 7 и плотное стягивание ее при помощи прочной и тонкой веревки, что может потребовать посторонней помощи. При стягивании ремня 4 плотно прижимают манжет 3 и расположенный под ним участок камеры 6 к руке в районе лучезапястного сустава.

В тренажере используется два варианта крепления упругого элемента.

Первый вариант. Упругий элемент с расположенными на его концах вторыми звеньями 14 РКП соединяет между собой ложементы. При этом второе звено 14 РКП, связанное с упругим элементом, может быть соединено с любым первым звеном 2 РКП на ложементе тренажера. В этом случае тренажер представляет собой два ложемента, соединенных между собой упругим элементом. Используя различные варианты соединения вторых звеньев 14 РКП на упругом элементе с первыми звеньями 2 РКП на ложементе тренажера, а также различное положение рук по отношению к корпусу, можно добиться напряжения различных групп мышц.

Для тренировки мышц предплечья используются первые звенья 2 РКП, расположенные у верхнего основания кожуха 1. Первые звенья 2 РКП и нижнего основания кожуха расположены в непосредственной близости от лучезапястного сустава, поэтому при их использовании нагрузка на лучезапястный сустав и мышцы предплечья минимальна.

Второй вариант. Упругий элемент с расположенными на его концах вторыми звеньями 14 РКП соединяется с ложементом тренажера одним своим концом. Другой его конец закрепляется неподвижно. Второе звено 14 РКП на упругом элементе может быть соединено с любым первым звеном 2 РКП на ложементе тренажера. Длина упругого элемента должна быть больше, чем в случае, когда упругий элемент соединяет между собой ложементы тренажера. При раздельном использовании двух ложементов тренажера необходимы два упругих элемента. Точка неподвижного крепления одного упругого элемента может как совпадать, так и не совпадать с точкой неподвижного крепления другого упругого элемента. Изменяя положение точки неподвижного крепления упругого элемента, используя различные варианты соединения вторых звеньев РКП 14 с первыми звеньями РКП 2 на ложементе тренажера, а также различные положение рук по отношению к корпусу и различное положение корпуса по отношению к упругому элементу, можно добиться напряжения различных групп мышц.

Таком образом, технический результат при осуществлении предложенного изобретения выражается:
- в равномерном распределении нагрузки на кисти рук за исключением фаланг пальцев;
- в возможности индивидуального подбора плотности облегания тренажером кистей рук за исключением фаланг пальцев;
- в возможности увеличения нагрузки на избранные мышцы;
- в уменьшении нагрузки на лучезапястные суставы рук при определенных условиях использования.

Равномерное распределение нагрузки на кисти рук за исключением фаланг пальцев достигается за счет использования ложементов, конструкция которых обеспечивает возможность контакта с большей частью поверхности кистей рук за исключением фаланг пальцев.

Возможность индивидуального подбора плотности облегания тренажером кистей рук за исключением фаланг пальцев достигается за счет использования ложементов, конструкция которых обеспечивает возможность регулирования плотности облегания кистей рук за исключением фаланг пальцев.

Возможность увеличения нагрузки на избранные мышцы достигается за счет использования ложементов, конструкция которых позволяет фиксировать их на кистях рук без использования фаланг пальцев. Имеется в виду, что в наиболее близком аналоге увеличение нагрузки на избранные мышцы могло быть ограничено возможностью фаланг пальцев удерживать ручку тренажера-эспандера.

Уменьшение нагрузки на лучезапястные суставы рук при определенных условиях использования достигается за счет использования для соединения с упругим элементом первых звеньев РКП, расположенных у нижнего основания кожуха.

Достигаемый технический результат позволяет считать описанный выше тренажер ортопедическим.

Переносной ортопедический тренажер-эспандер содержит упругий элемент, два однотипных конструктивных элемента-ложемента для контакта с кистями рук, элементы фиксации на кистях рук, конструктивный элемент-ложемент выполнен в виде кожуха, внутри которого расположено устройство регулирования плотности облегания кистей рук. Данное изобретение обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании тренажера с расширенными эксплуатационными возможностями. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Переносной ортопедический тренажер-эспандер, содержащий упругий элемент, позволяющий создавать в мышцах необходимое напряжение и два однотипных конструктивных элемента-ложемента, обеспечивающих контакт с кистями рук, отличающийся тем, что каждый конструктивный элемент-ложемент выполнен в виде кожуха, внутри которого расположено устройство регулирования плотности облегания кистей рук, за исключением фаланг пальцев и снабжен элементами фиксации на кистях рук без использования фаланг пальцев. 2. Тренажер-эспандер по п.1, отличающийся тем, что однотипные конструктивные элементы-ложементы закреплены на концах упругого элемента. 3. Тренажер-эспандер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен средствами соединения упругого элемента с ложементами, которые выполнены в виде двух видов звеньев разъемных кинематических пар, первые звенья закреплены на ложементе и состоят из основания с отверстиями для их крепления, стоек и валика, а вторые выполнены в виде металлического крючка с плоской пружиной, причем в крючке имеется отверстие, используемое для соединения с упругим элементом. 4. Тренажер-эспандер по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде пружины. 5. Тренажер-эспандер по п.1, отличающийся тем, что устройство регулирования плотности облегания кистей рук, за исключением фаланг пальцев, образовано камерой, в которую закачивается воздух, и манжетом, при этом средство крепления выполнено в виде ремня, охватывающего руку спортсмена.