СЕЛЕКТОР НАГРУЗКИ ДЛЯ МЕХАНИЗМА ТРЕНИРОВКИ МЫШЦ Российский патент 2002 года по МПК A63B21/62 

Изобретение относится к механизмам, которые предназначены для тренировки мышц, более точно, к устройствам селекции (выбора) или настройки силы сопротивления перемещению путем изменения веса. Такие устройства селекции создают нагрузку на мышцы в составе механизмов для их тренировки. Эти механизмы в дальнейшем называются тренажерами.

Уровень техники.

Многочисленные упражнения для физического развития и восстановления человека используют силу веса с целью компенсации силы пользователя. В настоящее время традиционные грузы в виде гирь, гантель и т.д. в значительной мере заменены более сложными механизмами для тренировки мышц - тренажерами. Такие механизмы состоят из станины или некоторой рамной конструкции, на которой имеется место пользователя и элементы для создания силовой нагрузки на его мышцы. Эти элементы могут быть выполнены как стержни для рук, упоры для рук или ног, рычаги в виде весел и т.д. Место для пользователя также может иметь различные модификации, например, сидение, лежанка и т.д. Силовая нагрузка обеспечивается подъемом груза, вес которого определяется набором некоторого числа составляющих грузов. Они могут иметь вид пластин, дисков, кирпичей, которые способны перемещаться в соответствии с заданным упражнением. Силовая и кинематическая связь между элементом, создающим нагрузку для пользователя, и грузом реализуется с помощью гибкого звена (гибкого тела), которым могут быть веревка, трос, ремень, цепь и т.д., или через твердые звенья, например систему рычагов [1].

Наиболее близким является устройство для создания нагрузки с использованием веса [2] . Это устройство содержит грузовые пластины для подъемного механизма. Пластины расположены на станине друг над другом в виде стопки. Каждая пластина имеет сквозные вертикальные отверстия. Эти отверстия образуют каналы, в которых располагаются:
1. тяга для связи грузовых пластин между собой и с гибким звеном, поднимающим весь груз во время работы тренажера;
2. направляющие стержни, которые определяют траекторию перемещения набора грузовых пластин.

Направляющие стержни и пластины образуют поступательную пару прямолинейно-направляющего механизма.

Пластины, тяга и ключ составляют функциональную и конструктивную основу селектора груза, позволяющего выбирать нагрузку на мышцы пользователя.

Тяга выполнена в виде стержня, нагруженного продольной силой, и состоит из участков, имеющих переменное поперечное сечение. Участки с уменьшенной площадью поперечного сечения находятся в соответствии с положением грузовых пластин в стопке.

Ключ предназначен для соединения более низкой грузовой пластины с тягой и имеет форму, которая соответствует очертаниям уменьшенного сечения тяги. Все пластины, находящиеся выше ключа, составляют набор грузовых пластин, участвуют в движении и нагружают пользователя. Нагрузка на мышцы пользователя меняется в соответствии с числом грузовых пластин в наборе, т.е. нагрузка зависит от количества пластин, которые расположены над скрепленной с тягой пластиной.

Устройство содержит много грузовых пластин. Толщина одной пластины может меняться в пределах допустимой погрешности (допуска) изготовления. Погрешность толщины набора пластин равна сумме погрешностей всех пластин и является значительной величиной. Для обеспечения соединения любой грузовой пластины с тягой необходимо соблюдать соответствие положений грузовых пластин и минимальных сечений тяги. Это привело к специальной конструкции тяги, которая выполнена составной из пальцев. Количество пальцев равно числу грузовых пластин в устройстве. Уменьшенное поперечное сечение выполнено на каждом пальце. Пальцы соединены друг с другом с помощью резьбы.

В одном варианте погрешности в толщине грузовых пластин компенсируются подпором толщины специальных шайб, которые устанавливаются между пальцами.

Во втором варианте в конструкции пальцев предусмотрены подпружиненные шарики. Они фиксируют взаимное положение пальцев через каждую половину оборота при завертывании.

Данное устройство принято за прототип.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции тяги и сборочных операций, во время которых обеспечивается соответствие положений минимальных сечений тяги и положений грузовых пластин в наборе. Кроме того, составная конструкция тяги не исключает раскручивания пальцев во время работы, что может травмировать пользователя.

Задачей изобретения является упрощением конструкции.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в изобретении, содержащем ключ, прямолинейно-направляющий механизм, включающий станину, направляющий элемент и ползун, в качестве которого использован составной груз, включающий стопку пластинчатых грузов и кинематически связанную с элементом создания нагрузки тягу, которая установлена в отверстиях пластинчатых грузов и имеет участки с уменьшенной площадью поперечного сечения, которые расположены в соответствии с положением грузов в стопке и предназначены для соединения с ключом через пластинчатый груз, достигается за счет того, что он снабжен фиксаторами, которые взаимодействуют друг с другом и с кареткой посредством опорных поверхностей, расстояние между которыми превышает толщину пластинчатых грузов, в которых установлены фиксаторы.

На торцах фиксаторов выполнены соответствующие по форме и соосные друг другу выступ и отверстие.

Новым в устройстве является то, что пластины снабжены фиксаторами, которые взаимодействуют друг с другом своими опорными поверхностями. Расстояние между этими опорными поверхностями превышает толщину грузовой пластины. Кроме того, опоры на своих торцах имеют соответствующие по форме и соосные друг другу выступ и отверстие.

Изобретение поясняется чертежами.

В дальнейшем изобретение будет подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает общий вид механизма для тренировки мышц;
фиг.2 изображает разрез по II-II фиг 1 в увеличенном масштабе;
фиг.3 изображает разрез по Ill-Ill фиг.2 в увеличенном масштабе;
фиг.4 изображает разрез по IV-IV фиг.2 в увеличенном масштабе;
фиг.5 изображает разрез по V-V фиг.2 в увеличенном масштабе;
фиг.6 изображает выносной элемент VI фиг.4. 5 в увеличенном масштабе;
фиг.7 изображает выносной элемент VII фиг, 6 в увеличенном масштабе.

На фиг.1-7 представлен лучший вариант осуществления изобретения.

Селектор нагрузки для тренировки мышц 1 (фиг.1) входит в состав тренажера. Этот тренажер состоит из станины 2, на которой закреплено сидение 3 для пользователя. Стержень 4 предназначен для рук пользователя. С помощью гибкой связи, ремня 5 стержень 4 соединен с набором грузов, который состоит из каретки 6 и пластинчатых грузов 7. Грузы 7 расположены в виде вертикальной стопки.

На каретке 6 закреплена тяги 11 (фиг.2. 3), которая расположена в отверстиях 12 пластин 7. Ремень 5 соединен с кареткой 6 через штырь 13. Участки с уменьшенной площадью поперечного сечения образованы на тяге 11 в виде канавок 14. Эти канавки выполнены в соответствии с положением грузов 7. Более точно, канавки 14 находятся в зазорах 15 между пластинчатыми грузами 7. Ключ 16 имеет паз 17, который по форме соответствует канавкам 14. При взаимодействии паза 17 с канавками 14 ключ 16 скрепляется с тягой 11. Все находящиеся выше ключа 16 грузы 7 также соединяются с тягой 11. Направляющие выступы 18 и лунки 19 обеспечивают правильность взаимного положения ключа 16 и тяги 11. Выступы 18 закреплены на одном из смежных грузов 7. Лунки 19 выполнены на каретке 6 и грузах 7.

В пластинчатых грузах 7 установлены фиксаторы 21 (фиг.4, 5, 6, 7), которые своими опорными поверхностями 21а и 21в касаются друг друга и определяют горизонтальное положение грузов 7 в вертикальной стопке. Не принципиальное исключение составляют:
1. фиксатор 211 самого верхнего груза 71, опорная поверхность которого 211а взаимодействует с кареткой 6 (фиг.6);
2. фиксатор 212 самого нижнего груза 72, опорная поверхность которого 212в взаимодействует с поверхностью 2а станины 2 (фиг.4).

Расстояния между опорными поверхностями фиксаторов 21, 211, 212, соответственно L21, L211, L212, превышает толщины h7, h71, h72 пластинчатых грузов 7, 71, 72, на которых эти фиксаторы установлены. Все фиксаторы 21 расположены в отверстиях пластинчатых грузов и закреплены пружинными шайбами 25 (фиг.7).

Для более надежной взаимной фиксации грузов 7, а также для их фиксации относительно станины 2 и каретки 6, фиксатор 21 имеет соответствующие по форме и соосные друг другу выступ 26 и отверстие 27 (фиг.7). Аналогичные выступ и отверстие выполнены также и на фиксаторах 211 и 212.

Изобретением пользуются следующим образом.

Во время тренировки стержень 4 совершает возвратно-поступательное движение (фиг.1). При этом на стержень 4 со стороны ремня 5 постоянно действует сила F, которая нагружает мышцы пользователя. Сила F в основном определяется суммарным весом каретки 6 и грузов 7. Ремень 5 передает движение стержня 4 каретке 6. В итоге, каретка 6 одна или с набором грузов 7 совершает возвратно-поступательное движение вдоль сдвоенной направляющей, состоящей из стержней 8.

Селекция (выбор) нагрузки на мышцы пользователя осуществляется следующим образом. При вынутом ключе 16 нагрузка на мышцы пользователя, сила F (фиг.1, 2) в основном равна весу каретки 6 вместе с закрепленными на ней элементами. Для увеличения нагрузки ключи 16 вставляют в зазор 151 (фиг.4). Ключи 16 соединяются с тягами 11, и при подъеме каретки 6 тяги 11 поднимают дополнительно груз 71. Нагрузка на мышцы пользователя растет. Когда ключ 16 вставлен в зазор 152, как показано на фиг.4, с кареткой 6 соединены два груза 7, и нагрузка увеличивается еще больше.

Максимальная нагрузка на пользователя будет в том случае, когда ключ 16 находится в зазоре 153. В такой ситуации с кареткой 6 соединяются все грузы 7, и нагрузка на пользователя будет наибольшей.

Источники информации
1. Патент США 5306211, А 63 В 21/062, 1994 г.

2. Патент США 5342271, А 63 В 21/062, 1994 г.

Селектор нагрузки содержит ключ, прямолинейно-направляющий механизм, включающий станину, направляющий элемент и ползун, в качестве которого использован составной груз, включающий стопку пластинчатых грузов и кинематически связанную с элементом создания нагрузки тягу, которая установлена в отверстиях пластинчатых грузов и имеет участки с уменьшенной площадью поперечного сечения, которые расположены в соответствии с положением грузов в стопке и предназначены для соединения с ключом через пластинчатый груз, фиксаторы, которые взаимодействуют друг с другом и с кареткой посредством опорных поверхностей, расстояние между которыми превышает толщину пластинчатых грузов, в которых установлены фиксаторы. Создание данного изобретения обеспечивает упрощение конструкции тренажера. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Селектор нагрузки для механизма тренировки мышц, содержащий ключ, прямолинейно-направляющий механизм, включающий станину, направляющий элемент и ползун, в качестве которого использован составной груз, включающий стопку пластинчатых грузов и кинематически связанную с элементом создания нагрузки тягу, которая установлена в отверстиях пластинчатых грузов и имеет участки с уменьшенной площадью поперечного сечения, которые расположены в соответствии с положением грузов в стопке и предназначены для соединения с ключом через пластинчатый груз, отличающийся тем, что он снабжен фиксаторами, которые взаимодействуют друг с другом и с кареткой посредством опорных поверхностей, расстояние между которыми превышает толщину пластинчатых грузов, в которых установлены фиксаторы. 2. Селектор нагрузки по п. 1, отличающийся тем, что на торцах фиксаторов выполнены соответствующие по форме и соосные друг другу выступ и отверстие.