УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ МЫШЦ НОГ Российский патент 2002 года по МПК A63B21/04 A63B21/65 

Изобретение - устройство для тренировки мышц ног - относится к устройствам, предназначенным для физической культуры и спорта, кроме того, может быть использовано для целей лечебной физкультуры.

Устройства, предназначенные для тренировки мышц ног широко известны.

Различие между устройствами заключается, в том числе, в способе крепления элементов устройства на нижних конечностях или в определенном контакте между ними.

Имеется в виду, что устройство может крепиться на ступне ноги, или контакт происходит при наложении отдельных участков нижних конечностей на определенную деталь устройства.

Известно устройство (патент США 5100129, А 63 В 21/04), принятое в качестве наиболее близкого аналога, содержащее элементы, охватывающие стопу и используемые для обеспечения контакта устройства с нижними конечностями; кроме этого, устройство содержит упругий элемент, один конец которого крепится к элементам, обеспечивающим контакт устройства с нижними конечностями, а другой - к неподвижной опоре, не являющейся частью устройства.

Недостатком ближайшего аналога является то, что устройство обеспечивает относительно небольшой диапазон тренировочных нагрузок, а входящие в состав устройства конструктивные элементы, обеспечивающие контакт со ступней ноги, могут использоваться только для обеспечения относительно плотного контакта с нижними конечностями человека.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание устройства, предназначенного для тренировки мышц ног с широким диапазоном тренировочных нагрузок и с двумя однотипными конструктивными элементами - ложементами, которые могут использоваться в качестве обуви при условии отсоединения их от средства для создания нагрузки. То есть задачей является расширение эксплуатационных возможностей устройства.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в изобретении, содержащем средство для создания нагрузки и два ложемента, каждый из которых имеет контакт со всей поверхностью ступни ноги, устройство регулирования плотности ее облегания и подошву, достигается за счет того, что как минимум один закладной элемент, помещенный внутри подошвы каждого ложемента и не препятствующий использованию ложементов в качестве обуви, имеет как минимум один участок, используемый как элемент крепления со средством для создания нагрузки, при этом закладной элемент выполнен так, что распределяет нагрузку на сечение подошвы, обеспечивая необходимую прочность.

Средство для создания нагрузки выполнено в виде упругого элемента, представленного пружиной или эластичной планкой и одним концом соединенного с одним из двух ложементов, а другим концом закрепленного на любой неподвижной опоре, не являющейся частью устройства.

В качестве закладного элемента используют два жестких контура, имеющих участки, выходящие на поверхность подошвы и используемые в качестве звеньев разъемных кинематических пар.

Элементы крепления со средством для создания нагрузки выполнены в виде двух видов звеньев разъемных кинематических пар, при этом первые звенья состоят из участков жесткого контура, выходящих на поверхность подошвы элемента, или из полуколец, закрепленных на верхней части ложемента, а вторые выполнены в виде металлического крючка с плоской пружиной, причем в крючке имеется отверстие для соединения со средством для создания нагрузки.

Каждый ложемент имеет две части: верхняя состоит из двух боковин и союзки, соединенных между собой, а нижняя - из подошвы, имеющей соединение с верхней частью ложемента, при этом средство регулирования плотности облегания ступни ноги выполнено в виде шнурка.

Для расширения диапазона тренировочных нагрузок используется тросик с закрепленными на его концах вторыми звеньями разъемных кинематических пар, которые используются для соединения с двумя первыми звеньями, расположенными на противоположных сторонах подошвы или на боковинах верхней части ложемента, при этом на тросике закреплены кольца, используемые для соединения с упругим элементом.

В конструкции ложемента используются ленты, изготовленные из синтетических волокон, причем каждая из лент своими концами закреплена на боковинах верхней части ложемента, а остальной частью размещена внутри подошвы, при этом часть ленты, размещенная внутри подошвы, имеет конструкцию, позволяющую материалу подошвы заполнять пространство между волокнами, из которых изготовлена лента.

Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен вид сбоку одного из двух ложементов;
на фиг.2 - вид снизу одного из двух ложементов;
на фигуре 3 - продольный разрез по линии А-Б одного из двух ложементов (закладной элемент представлен в виде жесткого контура, имеющего участки, выходящие на поверхность подошвы и используемые в качестве звеньев разъемных кинематических пар);
на фигуре 4 - средство для создания нагрузки в виде упругого элемента;
на фигуре 5 - тросик с закрепленными на его концах вторыми звеньями разъемных кинематических пар;
на фигуре 6, 7, 8, 9 - различные варианты соединения упругого элемента с одним из двух ложементов;
на фигуре 10 - продольный разрез по линии А-Б одного из двух ложементов (закладной элемент представлен в виде пластины, один участок которой используется как элемент крепления его средством для создания нагрузки);
на фигуре 11 - продольный разрез по линии А-Б одного из двух ложементов (элементы крепления со средством для создания нагрузки представлены в виде штекерного соединения);
на фигуре 12 - средство для создания нагрузки в виде системы противовесов.

Устройство для тренировки мышц ног состоит из средства для создания нагрузки двух однотипных конструктивных элементов ложементов.

Для использования устройства необходимо соединить ложементы со средством для создания нагрузки. Средство для создания нагрузки 2 может быть представлено упругим элементом 2 (фигура 4), системой противовесов 2 (фигура 12) и т. д. Возможно использование набора упругих элементов, различных по длине и коэффициенту растяжения.

Ложементы обеспечивают контакт устройства с нижними конечностями. 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.

Ложемент состоит из двух частей. Верхняя часть 6 состоит из двух боковин 12 и союзки 16, соединенных между собой при помощи прочных нитей, и имеет устройство регулирования плотности облегания ступни ноги в виде шнурка 11, продетого в отверстия на боковинах 12.

Основным элементом, воспринимающим нагрузку, является нижняя часть ложемента 1, состоящая из подошвы 5.

Внутри подошвы помещен как минимум один закладной элемент 10, имеющий как минимум один участок 8, используемый как элемент крепления со средством для создания нагрузки.

Закладной элемент 10 может быть представлен жестким контуром (фигура 3), пластиной (фигура 10) или иметь иную форму, позволяющую распределить нагрузку на сечение подошвы 5 и не препятствующую достижению заявленного технического результата.

Помещение закладного элемента внутри подошвы не означает, что вся поверхность закладного элемента должна иметь контакт с материалом подошвы. Подошва имеет сложную форму, поэтому отдельные части закладного элемента (в том числе и используемые в качестве элементов крепления со средством для создания нагрузки) могут выходить на ее поверхность (по технологическим, эстетическим или иным причинам) при условии, что это не будет препятствовать достижению заявленного технического результата.

Подошва условно делится на три участка: носочный, центральный и пяточный.

При использовании ложемента в качестве обуви наибольшей деформации подвержен центральный участок подошвы.

Если используются два закладных элемента 10, то один из них размещается в носочном участке подошвы 5, другой - в пяточном. Эти участки наименее деформируются при использовании ложементов в качестве обуви.

При использовании одного закладного элемента 10 он может быть размещен как в носочном, так и в пяточном участке подошвы 5. Для усиления закладного элемента 10 (фигура 3) могут быть использованы перемычки 9.

Верхняя 6 и нижняя 5 части ложемента прочно соединяются между собой с помощью клея.

Для усиления прочности соединения верхней и нижней частей ложемента могут использоваться ленты 7, изготовленные из синтетических волокон. Каждая из лент 7 своими концами закреплена с помощью прочных нитей на боковинах 12, а остальной частью размещена внутри подошвы 5, при этом часть ленты, размещенная внутри подошвы 5, имеет конструкцию, позволяющую материалу подошвы заполнять пространство между волокнами, из которых изготовлена лента 7.

Подошва 5 имеет основную поверхность, обеспечивающую контакт с поверхностью земли (далее в тексте - основная поверхность подошвы), и две боковые поверхности.

Ложементы 1 имеют форму обуви (спортивной, туристической, ортопедической и т.д.).

Форма выполнения ложемента 1 должна обеспечивать контакт со всей поверхностью ступни ноги и иметь подошву 5, позволяющую разместить в ней как минимум один закладной элемент 10.

Элемент крепления 8 со средством для создания нагрузки 2 может быть представлен звеньями разъемной кинематической пары (РКП) 8 (фигура 3), элементами штекерного соединения 8 (фигура 11) или иметь иную форму, позволяющую обеспечить надежное соединение со средством для создания нагрузки и не препятствующую достижению заявленного технического результата.

Рассмотрим частный случай, когда в качестве элемента крепления со средством для создания нагрузки используются звенья разъемных кинематических пар.

Первые звенья 8 (фигура 3) РКП могут быть двух видов:
- первый представлен в виде участков закладного элемента 10 (фигура 3), выходящих на поверхность подошвы 5, причем участки закладного элемента 10 (фигура 3) выходят как на основную, так и на боковые поверхности подошвы;
- второй представлен в виде полуколец, закрепленных на боковинах 12 верхней части ложемента 6.

Второе звено 14 РКП состоит из металлического крючка с плоской пружиной, причем в крючке имеется отверстие, используемое для соединения со средством для создания нагрузки 2 (частный случай - пружина 13). Второе звено 14 РКП может соединяться с любым первым звеном 8 (фигура 3) РКП.

Средство для создания нагрузки имеет форму, позволяющую создать в мышцах необходимое для их тренировки напряжение и не препятствующую достижению заявленного технического результата.

Рассмотрим частный случай, когда средство для создания нагрузки представлено упругим элементом.

Упругий элемент 2 (фигура 6, 7, 8, 9) состоит из пружины 13 или эластичной планки, соединенной как минимум с одним вторым звеном 14 РКП. Другой конец пружины 13 или эластичной планки закрепляется на любой неподвижной опоре 3, не являющейся частью тренажера, при этом может быть использовано второе звено 14 РКП.

Для расширения тренировочных нагрузок используется тросик 4 с закрепленными на его концах звеньями 14 РКП. С помощью вторых звеньев 14 РКП тросик соединяется с двумя первыми звеньями 8 (фигура 3) РКП, расположенными на противоположных боковых сторонах подошвы 5, или на боковых 12 верхней части ложемента 6. На тросике закреплены кольца 15, которые используются для соединения со средством для создания нагрузки.

Устройство регулирования плотности облегания ступни ноги состоит из шнурка 11, продетого в отверстия на боковине 12. Стягивая боковины 12 между собой, можно добиться необходимой плотности облегания. Одновременно происходит фиксация ложемента 1 на ступне ноги.

Ниже будут описаны операции, которые необходимо произвести с устройством для тренировки мышц ног при подготовке к работе.

Рассмотрим случай, когда закладной элемент представлен жестким контуром, элементы крепления выполнены в виде разъемных кинематических пар, а средство для создания нагрузки представляет собой упругий элемент. Ложементы надевают на ступни ног. Стягивая или ослабляя шнурки 11, добиваются необходимой плотности облегания. Одновременно происходит фиксация ложементов на ступнях ног.

Один конец упругого элемента закрепляется неподвижно на любой опоре. Другой его конец с закрепленным на нем вторым звеном 14 РКП может быть соединен с любым первым звеном 8 РКП (фигура 3) на ложементе.

Изменяя положение точки неподвижного крепления упругого элемента, используя различные варианты соединения второго звена 14 РКП с первыми звеньями 8 РКП (фигура 3) на ложементах, а также различное положение ног по отношению к корпусу и различное положение корпуса по отношению к упругому элементу, можно добиться напряжения различных групп мышц.

Для расширения диапазона тренировочных нагрузок можно использовать тросик 4, соединив расположенные на его концах вторые звенья 14 РКП с двумя первыми звеньями 8 РКП (фигура 3), расположенными на противоположных боковых сторонах подошвы 5 или на боковинах 12.

Для соединения с упругим элементом используются кольца 15, закрепленные на тросике 4.

Практически можно создать необходимую нагрузку для мышц ног при любом движении нижних конечностей, в котором участвуют ступни ног.

Из вышеописанного видно, что при осуществлении заявленного изобретения получили технический результат, который выражается:
- в предохранении подошвы ложемента от разрушения (разрыва) при любых антропных нагрузках;
- в возможности использования ложементов в качестве обуви при полном сохранении эксплуатационных характеристик при ходьбе;
- в возможности создания необходимой нагрузки для мышц ног при любом движении нижних конечностей, в котором участвуют ступни ног, при определенных условиях использования.

Предохранение ложементов от разрушения (разрыва) достигается за счет помещенного внутри подошвы закладного элемента, устроенного так, что при приложении к нему усилий (через участок, используемый в качестве крепления со средством для создания нагрузки) он распределяет нагрузку на сечение подошвы, обеспечивая необходимую прочность.

Возможность использования ложементов в качестве обуви при полном сохранении эксплуатационных характеристик при ходьбе достигается за счет использования ложементов, которые обеспечивают контакт со всей поверхностью ступни ноги, имеют устройство регулирования плотности их облегания и подошву, внутри которой помещен как минимум один закладной элемент, не препятствующий использованию ложементов в качестве обуви.

Возможность создания необходимой нагрузки для мышц ног при любом движении нижних конечностей, в котором участвуют ступни ног, при определенных условиях использования достигается за счет расположенных в определенной последовательности участков 8 закладного элемента 10, используемых как элементы крепления со средством для создания нагрузки.

Отдельные участки 17 закладного элемента 10 (фигура 3) могут обладать выраженными упругими свойствами, что позволяет сделать использование ложементов в качестве обуви более удобным.

При использовании устройства для целей лечебной физкультуры применяются ложементы, имеющие форму ортопедической обуви.

Устройство содержит средство для создания нагрузки и два ложемента, каждый из которых имеет контакт со всей поверхностью ступни ноги, средство регулирования плотности ее облегания и подошву, как минимум один закладной элемент, помещенный внутри подошвы каждого ложемента, не препятствующий использованию ложементов в качестве обуви, имеющий как минимум один участок, используемый как элемент крепления со средством для создания нагрузки, при этом закладной элемент выполнен таким образом, что распределяет нагрузку на сечение подошвы, обеспечивая необходимую прочность. Использование данного изобретения позволяет расширить эксплуатационные возможности устройства. 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для тренировки мышц ног, содержащее средство для создания нагрузки и два ложемента, каждый из которых имеет контакт со всей поверхностью ступни ноги, средство регулирования плотности ее облегания и подошву, отличающееся тем, что оно имеет как минимум один закладной элемент, помещенный внутри подошвы каждого ложемента и не препятствующий использованию ложементов в качестве обуви, имеющий как минимум один участок, используемый как элемент крепления со средством для создания нагрузки, при этом закладной элемент выполнен таким образом, что распределяет нагрузку на сечение подошвы, обеспечивая необходимую прочность. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для создания нагрузки выполнено в виде упругого элемента, представленного пружиной или эластичной планкой и одним концом соединенного с одним из двух ложементов, а другим концом закрепленного на любой неподвижной опоре, не являющейся частью устройства. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве закладного элемента используются два жестких контура, имеющих участки, выходящие на поверхность подошвы и используемые в качестве звеньев разъемных кинематических пар. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элементы крепления со средством для создания нагрузки выполнены в виде двух звеньев разъемных кинематических пар, при этом первые звенья состоят из участков жесткого контура, выходящих на поверхность подошвы ложемента, или из полуколец, закрепленных на верхней части ложемента, а вторые выполнены в виде металлического крючка с плоской пружиной, причем в крючке имеется отверстие для соединения со средством для создания нагрузки. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый ложемент имеет две части: верхняя состоит из двух боковин и союзки, соединенных между собой, а нижняя - из подошвы, имеющей соединение с верхней частью ложемента, при этом средство регулирования плотности облегания ступни ноги выполнено в виде шнурка. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для расширения тренировочных нагрузок используют тросик с закрепленными на его концах вторыми звеньями разъемных кинематических пар, которые используют для соединения с двумя первыми звеньями, расположенными на противоположных сторонах подошвы или на боковинах верхней части ложемента, при этом на тросике закреплены кольца, которые используют для соединения с упругим элементом. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в конструкции ложемента используют ленты, изготовленные из синтетических волокон, причем каждая из лент своими концами закреплена на боковинах верхней части ложемента, а остальной частью размещена внутри подошвы, при этом часть ленты, размещенная внутри подошвы, имеет конструкцию, позволяющую материалу подошвы заполнять пространство между волокнами, из которых изготовлена лента.