УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ МЫШЦ Российский патент 2001 года по МПК A63B21/68 

Изобретение относится к области спорта, в частности к тренировочным устройствам с использованием веса тела тренирующихся.

Известны устройства для тренировки мышц с использованием в качестве нагрузки веса пользователя и дозирования нагрузки за счет изменения угла наклона тележки с пользователем, например устройство по а.с. 1614817, МКИ A 63 B 69/06 (Россия).

К недостаткам указанных устройств можно отнести:
- большие линейные перемещения пользователя при выполнении упражнений;
- необходимость дополнительной нагрузки для создания сколь-либо значительных усилий на исполнительном механизме.

Также известны устройства для тренировки мышц, содержащие нагрузочный узел, связанный трособлочной системой с механизмом дозирования нагрузки в процентном отношении к поднимаемому весу, позволяющие изменение требуемых усилий как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения номинальной нагрузки, например устройство по а. с. 1540841, МКИ A 63 B 23/00 или а.с. 1472074, МКИ A 63 B 23/00 (Россия).

К недостаткам последних можно отнести отсутствие веса пользователя в создании нагрузки.

Наиболее близким аналогом является устройство для тренировки мышц (патент RU 2096058, МКИ 6 A 63 B 21/06, 20.11.97), содержащее установленное на паре стоек с возможностью перемещения приспособление для размещения пользователя с исполнительным механизмом, средство для создания нагрузки, включающее гибкую тягу, одна ветвь которой связана с исполнительным механизмом, и приспособление для регулировки прилагаемых усилий в процентном отношении к поднимаемому весу.

Недостатками последнего являются:
- в создании нагрузки не участвуют веса функциональных механизмов, в частности вес механизма регулировки прилагаемых усилий;
- достаточно большие линейные перемещения пользователя по отношению к перемещению исполнительного механизма при создании сколь-либо значительной нагрузки.

Задачей изобретения является создание устройства для тренировки мышц, в котором в создании нагрузки участвовали бы наряду с весом пользователя веса всех функциональных элементов устройства и которое позволило бы при достаточно простом механизме регулировки прилагаемых усилий создавать сколь угодно значительную нагрузку на исполнительном механизме при достаточно небольших перемещениях пользователя, независимо от веса пользователя и без каких-либо дополнительных нагружений.

Технический результат - повышение функциональных возможностей устройства для тренировки мышц.

Указанный технический результат в устройстве для тренировки мышц, содержащем установленное с возможностью перемещения приспособление для размещения пользователя с исполнительным механизмом, средство для создания нагрузки, включающее гибкую тягу, одна ветвь которой связана с исполнительным механизмом, и приспособление для регулировки прилагаемых усилий в процентном отношении к поднимаемому весу, достигается за счет того, что приспособление для размещения пользователя установлено на одной или паре стоек, вторая ветвь гибкой тяги несет одновременно приспособление для размещения пользователя и смонтированное на нем приспособление для регулировки прилагаемых усилий путем изменения соотношения величин ходов ветвей, а ветвь, связанная с исполнительным механизмом, имеет возможность проходить через ролик или ролики, смонтированные на основании стоек, при этом коэффициент соотношения ходов ветвей в зависимости от требуемого усилия определяется по формулам:
а) при прохождении ветви с исполнительным механизмом через ролики на основании стоек:
i = P/Т + 1,
где T - требуемое усилие на исполнительном механизме;
P - сумма весов приспособления для размещения пользователя с пользователем и приспособления для регулировки прилагаемых усилий;
б) без использования роликов на основании стоек:
i = P/T - 1;
в) при использовании устройства в режиме, когда пользователь располагается вне приспособления для размещения пользователя, т.е. нагрузка P не включает в себя вес пользователя, независимо от использования роликов на основании стоек:
i = P/T.

Также сидение на приспособлении для размещения пользователя выполнено съемным с возможностью установки взамен кронштейна с осью для подсоединения сменных приспособлений под конкретные упражнения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства.

Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Заявляемое устройство показано на чертеже. На фиг. 1 изображено устройство для тренировки мышц при работе устройства без использования роликов на основании стоек. На фиг. 2 изображено устройство при работе с использованием роликов на основании стоек. На фиг. 3 показано устройство с установленным на приспособлении для размещения пользователя взамен сидения сменным приспособлением для выполнения конкретного упражнения.

Устройство состоит из одной или пары стоек 1, по которым перемещается приспособление для размещения пользователя 2, гибкой тяги 3, одна ветвь которой несет исполнительный механизм 4, а вторая ветвь несет приспособление для размещения пользователя 2 со смонтированным на нем приспособлением для регулировки прилагаемых усилий 5, на основании стоек смонтированы ролики 6. Сидение приспособления для размещения пользователя выполнено съемным с возможностью установки взамен кронштейна с осью 7 для подсоединения сменных приспособлений под конкретные упражнения.

Приспособление для регулировки прилагаемых усилий 5 может быть выполнено, например, включением в кинематическую цепь двух одноручьевых блоков с намотанным на них общим тросом, обеспечивающих редуцирование за счет предварительной перемотки троса с одного блока на другой и обратно. Из чертежа, фиг. 1 или фиг. 2, видно, что при подъеме ветви, несущей приспособление для размещения пользователя, трос сматывается с блока 9 и одновременно наматывается на жестко зафиксированный с ним после редуцирования блок 10. Очевидно, что при изменении соотношения сматывающего и наматывающего диаметров блоков меняется величина хода приспособления для размещения пользователя по отношению к одной и той же величине хода ветви с исполнительным механизмом.

Устройство работает следующим образом:
а) Работа устройства без роликов 6 на основании стоек (фиг. 1). Пользователь тянет сверху вниз исполнительный механизм 4 с требуемым усилием T. При этом вторая ветвь гибкой тяги 3 нагружена в исходном положении весом P, включающим веса пользователя, приспособления для размещения пользователя и приспособления для регулировки прилагаемых усилий. При работе устройства общая нагрузка P разгружается на величину T, т.к. именно с таким заданным усилием пользователь " отрывает" себя от сидения. Следовательно, поднимаемый второй ветвью груз составляет P-T. Отсюда, необходимое условие для работы устройства:
T ≥ (P·T)/i;
где i, коэффициент редуцирования или соотношения ходов ветвей, получим:
i ≥ (P · T)/T или i=P/T-1.

Анализ формулы показывает, что чем больше в нагрузке P доля весов помимо веса пользователя, тем меньше линейное перемещение пользователя при одном и том же требуемом усилии T.

Например: P=P_п + P_доп, где P_п - вес пользователя;
P_доп - сумма весов функциональных механизмов.

Предположим,
1) P_доп = 0,2 P_п; T = 0,2 P_п,
тогда i = P/T - 1 = (P_п + 0,2 P_п)/0,2 · P_п = 5;
2) P'_доп = 0,4 P_п; T' = T = 0,2 P_п,
откуда i'= (P_п + 0,4 P_п)/0,2 P_п - 1=6
Из условия соотношения ходов и усилий имеем: L= 1 · i; где L - ход ветви с исполнительным механизмом, а l - линейное перемещение пользователя. Откуда для одного и того же заданного T имеем:
в случае 1) l = L/5;
в случае 2) l = L/6.

Очевидно также, что линейное перемещение пользователя уменьшается пропорционально уменьшению требуемого усилия на исполнительном механизме.

б) Работа устройства с использованием роликов 6 на основании стоек, фиг. 2.

Пользователь тянет исполнительный механизм снизу вверх. При этом общая нагрузка P догружается на величину требуемого усилия T. Следовательно, поднимаемый второй ветвью груз составит величину P+T. Отсюда необходимое условие для работы устройства: T ≥ (P+T)/i; откуда
i ≥ (P+T)/T или i = P/T + 1.

Анализ формулы показывает, что задаваемая нагрузка T может быть сколь угодно большой и при этом коэффициент соотношения ходов ветвей всегда будет больше 1, т. е. линейное перемещение пользователя всегда будет меньше хода исполнительного механизма.

Например: T = 2P; для чего i= P/2P + 1= 1,5; откуда 1 = L/1,5.

При этом очевидно, что любое сколь угодно большое задаваемое усилие на исполнительном механизме, начиная с T=P, достигается при изменении коэффициента редуцирования в интервале i = 2...1, что может быть реализовано достаточно простым механизмом изменения нагрузки.

в) При использовании устройства для тренировки мышц в режиме обычного тренажера, когда пользователь находится вне приспособления для размещения пользователя, условия работы устройства независимо от использования роликов на основании стоек: T ≥ P/i; откуда i = P/T, где P - не включает в себя вес пользователя.

Вместо съемного сидения на приспособлении для размещения пользователя 2 возможна установка кронштейна с осью 7, фиг. 3, для подсоединения сменного приспособления под конкретное упражнение, например скамьи для жима лежа 8. В конкретном частном случае в исходную нагрузку P входит примерно половина веса пользователя и веса скамьи.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении предназначено для использования в области спорта, в частности для тренировки мышц с использованием в качестве нагрузки веса тела тренирующихся;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к тренировочным устройствам с использованием веса тела тренирующихся. Технический результат - повышение функциональных возможностей устройства для тренировки мышц. Устройство содержит установленное с возможностью перемещения приспособление для размещения пользователя с исполнительным механизмом, средство создания нагрузки с гибкой тягой, одна ветвь которой связана с исполнительным механизмом, и приспособление для регулировки прилагаемых усилий в процентном отношении к поднимаемому весу. Приспособление для размещения пользователя установлено на одной или паре стоек. Вторая ветвь гибкой тяги несет одновременно приспособление для размещения пользователя и смонтированное на нем приспособление для регулировки прилагаемых усилий путем изменения соотношения величин ходов ветвей, а ветвь, связанная с исполнительным механизмом, имеет возможность проходить через ролик или ролики, смонтированные на основании стоек, при этом коэффициент соотношения ходов ветвей определяется по формулам: а) при прохождении ветви с исполнительным механизмом через ролики на основании стоек: i=Р/Т+1, где Т - требуемое усилие на исполнительном механизме; Р - сумма весов приспособления для размещения пользователя и приспособления для регулировки прилагаемых усилий; б) без использования роликов на основании стоек: i=Р/Т-1; в) при использовании устройства в режиме, когда пользователь располагается вне приспособления для размещения пользователя, т.е. нагрузка Р не включает в себя вес пользователя, независимо от использования роликов на основании стоек: i=Р/Т. Сидение на приспособлении для размещения пользователя выполнено съемным с возможностью установки взамен кронштейна с осью для подсоединения сменных приспособлений под конкретные упражнения. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для тренировки мышц, содержащее установленное с возможностью перемещения приспособление для размещения пользователя с исполнительным механизмом, средство создания нагрузки, включающее гибкую тягу, одна ветвь которой связана с исполнительным механизмом, и приспособление для регулировки прилагаемых усилий в процентном отношении к поднимаемому весу, отличающееся тем, что приспособление для размещения пользователя установлено на одной или паре стоек, вторая ветвь гибкой тяги несет одновременно приспособление для размещения пользователя и смонтированное на нем приспособление для регулировки прилагаемых усилий путем изменения соотношения величин ходов ветвей, а ветвь, связанная с исполнительным механизмом, имеет возможность проходить через ролик или ролики, смонтированные на основании стоек, при этом коэффициент соотношения ходов ветвей в зависимости от требуемого усилия определяется по формулам: а) при прохождении ветви с исполнительным механизмом через ролики на основании стоек: i = P/T + 1, где T - требуемое усилие на исполнительном механизме, P - сумма весов приспособления для размещения пользователя с пользователем и приспособления для регулировки прилагаемых усилий; б) без использования роликов на основании стоек: i - P/T - 1; в) при использовании устройства в режиме, когда пользователь располагается вне приспособления для размещения пользователя, то есть нагрузка P не включает в себя вес пользователя, независимо от использования роликов на основании стоек: i = P/T. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сидение на приспособлении для размещения пользователя выполнено съемным с возможностью установки взамен кронштейна с осью для подсоединения сменных приспособлений под конкретные упражнения.