УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ СИЛОВОГО ТРЕНАЖЕРА Российский патент 2024 года по МПК A63B21/00 

Изобретение относится к области спортивного оборудования и предназначено для осуществления регулирования нагрузки в спортивных тренажерах в процессе тренировки пользователя.

Система нагрузки спортивного тренажера является одним из важнейших параметров при выборе тренажера. Принцип работы всех известных силовых тренажеров - действие веса на группы мышц во время упражнений (собственного или дополнительного, который дает сам аппарат).

В грузоблочных тренажерах (https://vash.market/sport-i-otdyh/trenazhery-i-fitnes/silovye-trenazhery.html), грузы удерживает фиксатор в пакете-стеке. Во время упражнения они двигаются вверх-вниз по стержню или направляющим тросам, сохраняя постоянную нагрузку на мускулатуру. В грузоблочных тренажерах нагрузка осуществляется за счет перемещения фиксатора в грузовых блоках. Изменение веса: перемещение фиксатора, который захватывает переменное количество плоских грузиков. Крепление на дополнительном весе - при помощи отверстий и штыря.

Известно устройство регулирования нагрузки силового тренажера «Нагрузочный узел силового тренажера» (WO 2022/229249 A1, опубликовано: 03.11.2022), принятое за ближайший аналог, содержащее раму, плиту, грузовой стек с захватывающей пластиной, поворотную рукоятку выбора нагрузки, расположенную на плите, зубчатое колесо, вертикальные направляющие грузового стека.

В прототипе механизм перемещения грузов передвигает один груз или более в направлении против силы сопротивления, а механизм выбора нагрузки позволяет выборочно зацепить один или более грузов так, что пользователь не может вступить в контакт со всеми движущимися частями силового тренажера. Поворотная рукоятка выбора нагрузки расположена на плите. Зацепление грузов происходит при помощи штырей в грузах и отверстий в захватывающей вертикальной пластине. Выбор количества грузов, участвующих в работе происходит в ответ на движение рукоятки выбора нагрузки перемещением в вертикальной плоскости переключающей каретки, проходя мимо грузового стека, каретка толкает штырь в положение зацепления груза с захватывающей пластиной, когда каретка движется в противоположном направлении мимо штыря втягивая штырь в положение рассоединения груза с захватывающей пластиной. Горизонтальное движение штырей каждого груза преобразуется в ответ на вертикальное движение переключающей каретки, штыри имеют два горизонтальных выступа, которые скользят по продольным пазам двухстороннего копира. Копир заталкивает в положение включено одной поверхностью и заталкивает штырь в положение выключено другой поверхностью, поэтому горизонтальных выступов два, это усложняет усройство механизма. Неточность изготовления профилей паза копира или выступов штыря может привести к провороту штыря вокруг своей оси, что ведет к заклиниванию механизма. Каждый штырь в положении, вышедшем из зацепления с копиром должен иметь свою систему блокировки от смещения, иначе любое минимальное смещение также может привести к заклиниванию механизма.

Недостатком наиболее близкого аналога является низкая надежность механизма выбора нагрузки, обусловленная возможностью заклинивания механизма в связи с тем, что требуется высокая точность изготовления деталей устройства регулирования нагрузки.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы устройства регулирования нагрузки силового тренажера.

Технический результат достигается тем, что устройство регулирования нагрузки силового тренажера, содержит раму, плиту, грузовой стек с захватывающей пластиной, поворотную рукоятку выбора нагрузки, расположенную на плите, зубчатое колесо, вертикальные направляющие грузового стека, зубчатую рейку, сектор фиксации нагрузки, рычаги, направляющие на плите, копир с встроенным магнитом; поворотная рукоятка выбора нагрузки жестко прикреплена к верхней части поворотной оси, шарнирно закрепленной на плите, а с обратной стороны на этой оси расположено жестко закрепленное зубчатое колесо и сектор фиксации нагрузки, выполненный в виде диска, впадины которого, предназначены для входа в них ролика на подпружиненном рычаге; зубчатое колесо сопряжено с зубчатой рейкой, жестко закрепленной на направляющих на плите с возможностью перемещения на них по вертикали, а отверстия в зубчатой рейке предназначены для зацепа выступа другого подпружиненного рычага, закрепленного шарнирно к плите на оси качания, при этом, другим своим концом рычаг взаимодействует с выступом первого груза, жестко прикрепленного к захватывающей пластине; копир с встроенным магнитом, расположен на одной из направляющих на плите, его рабочая плоскость выполнена под углом к направлению движения копира; перемещаясь вверх, копир направляет наконечники штырей в соответствующие отверстия захватывающей пластины, а при движении вниз, магнит копира вытягивает их из отверстий захватывающей пластины. Направляющие, расположенные на плите выполнены шариковыми. Копир выполнен из износостойкого диэлектрика, позволяющий через него магниту притягивать стальной наконечник штыря. Каждый штырь выполнен с ферромагнитным наконечником. Копир с встроенным магнитом выполнен с двумя заходными фасками для устранения возможных несоответствий при работе перемещения грузов.

В предполагаемом изобретении копир с встроенным магнитом работает одной и той же поверхностью на заталкивание в положение включено и втягивание штырей в положение выключено. Функцию втягивания штырей в положение выключено выполняет встроенный в копир магнит. Штыри, выполнены из немагнитного металла с ферромагнитными наконечниками, примыкающими к копиру, выполненному из износостойкого диэлектрика, позволяющему через него магниту притягивать ферромагнитный наконечник штыря. Возможный поворот штыря вокруг своей оси на работе механизма не сказывается. Копир, по которому скользят наконечники штырей не требует большой точности изготовления, так как за счет магнита, наконечники штырей всегда прилегают к рабочей поверхности копира выполненной под углом к направлению движения самого копира. На входе и выходе копир имеет заходные фаски для входа и выхода штырей из зацепления с копиром каретки.

Сущность предполагаемого изобретения показана на представленных фигурах.

На фиг. 1 - общий вид устройства регулирования нагрузки силового тренажера в изометрии; на фиг. 2 - главный вид устройства регулирования нагрузки силового тренажера; на фиг. 3 - разрез А - А устройства регулирования нагрузки силового тренажера; на фиг. 4 - грузовой стек с захватывающим стержнем в приподнятом положении; на фиг. 5 - главный вид механизма выбора нагрузки; на фиг. 6 - система блокировки рукоятки (вид справа на механизм выбора нагрузки); на фиг. 7 - выносной элемент Б на фиг. 6; на фиг. 8 - груз в изометрии, где приняты следующие обозначения:

1 - рама;

2 - плита;

3 - грузовой стек;

4 - захватывающая пластина;

5 - поворотная рукоятка выбора нагрузки;

6 - зубчатое колесо;

7 - зубчатая рейка;

8 - сектор фиксации нагрузки;

9, 10 - подпружиненные рычаги;

11, 12 - направляющие, расположенные на плите;

13 - копир с встроенным магнитом;

14 - поворотная ось;

15 - пружина;

16 - впадины сектора фиксации нагрузки;

17 - ролик на подпружиненном рычаге;

18 - отверстия в зубчатой рейке;

19 - выступ подпружиненного рычага 10;

20 - оси качания;

21 - выступом первого груза;

22 - первый груз грузового стека 3;

23 - отверстия захватывающей пластины 4;

24 - стальной наконечник штыря;

25 - штырь;

26 - заходные фаски копира;

27 - вертикальные направляющие грузового стека;

28 - демпферы;

29 - прокладки;

30 - вертикальное отверстие в грузе П образной формы;

31 - вертикальное отверстие в грузе для направляющих 27;

32 - горизонтальное отверстие в грузе для штыря 25;

33 - пластиковая втулка в горизонтальном отверстии в грузе;

34 - силовой трос;

35 - законцовка на конце захватывающей пластины 3;

36 - передаточные ролики;

37 - кронштейны;

38, 39 - скобы;

40, 41 - подшипники;

42 - прижимная планка;

43 - пружина блокировки;

44 - зацеп;

45 - указатель нагрузки;

46 - шкала;

47 - рабочая плоскость копира;

48 - выступ на первом грузе.

Устройство регулирования нагрузки силового тренажера содержит раму 1, плиту 2, грузовой стек 3 с захватывающей пластиной 4, поворотную рукоятку выбора нагрузки 5, расположенную на плите 2, зубчатое колесо 6, вертикальные направляющие грузового стека 27, зубчатую рейку 7, сектор фиксации нагрузки 8, рычаги 9, 10, направляющие 11 и 12, расположенные на плите 2, копир с встроенным магнитом 13. Поворотная рукоятка выбора нагрузки 5 жестко прикреплена к верхней части поворотной оси 14, шарнирно закрепленной на плите 2. С обратной стороны на оси 14 расположено жестко закрепленное зубчатое колесо 6 и сектор фиксации нагрузки 8, который выполнен в виде диска, впадины 16 которого предназначены для входа в них ролика 17 на подпружиненном рычаге 9. Зубчатое колесо 6 сопряжено с зубчатой рейкой 7, жестко закрепленной на направляющих 11, 12, расположенных на плите 2 и с возможностью перемещения на них по вертикали. Отверстия 18 в зубчатой рейке 7 предназначены для зацепа выступа 19 другого подпружиненного рычага 10, закрепленного шарнирно к плите 2 на оси качания 20. Другим своим концом подпружиненный рычаг 10 взаимодействует с выступом 21 первого груза 22, жестко прикрепленного к захватывающей пластине 4. Копир с встроенным магнитом 13, расположен на одной из направляющих 11, его рабочая плоскость 47 выполнена под углом к направлению движения копира 13. Перемещаясь вверх, копир 13 направляет наконечники штырей 24 в соответствующие отверстия 23 захватывающей пластины 4, а при движении вниз, магнит копира 13 вытягивает их из отверстий 23 захватывающей пластины 4. Направляющие 11 12, расположенные на плите 2 выполнены шариковыми. Копир 13 выполнен из износостойкого диэлектрика, позволяющий магниту притягивать стальной наконечник 24 штыря 25. Каждый штырь 25 выполнен с ферромагнитным наконечником 24. Копир с встроенным магнитом 13 выполнен с двумя заходными фасками 26 для устранения возможных несоответствий при работе перемещения грузов грузового стека 3.

Грузовой стек 3 установлен на вертикальных направляющих 27, прикрепленных к раме 1 и выполнен в виде множества отдельных грузов, перемещающихся вертикальным направляющим 27. В нижней части установлены демпфера 28 круглый формы,а между отдельными грузами установлены резиновые прокладки 29 для амортизации. Каждый груз грузового стека 3 имеет вертикальное отверстие 30 П-образной формы для захватывающей пластины 4, отверстия 31 для вертикальных направляющих 27 и горизонтальное отверстие 32 штырей 25 в которое запрессована пластиковая втулка 33.

Захватывающая пластина 4, выполнена в виде гнутого профиля П - образной формы с жестко установленным на нем первым грузом 22; силовой трос 34 выполнен с законцовкой 35 на конце захватывающей пластины 4 и первого груза 22 и проходит через передаточные ролики 36, закрепленные кронштейнами 37 на раме 1.

Плита 2 установлена на раме 1 при помощи скоб 38, на плите 2 установлены скобы 39. Зубчатое колесо 6 жестко закреплено на поворотной оси 14 с возможностью вращения в подшипниках 40 и 41. Зубчатая пара - зубчатое колесо 6 с зубчатой рейкой 7 преобразует вращательное движение поворотной рукоятки выбора нагрузки 5 в поступательное движение зубчатой рейки 7, установленной на плите 2 на двух направляющих 11 и 12 с возможностью перемещения по вертикали. Направляющая 12 перемещает копир с встроенным магнитом 13. Копир с встроенным магнитом 13 и прижимной планкой 42 толкает стальные наконечники 24 штырей 25 вдоль горизонтального отверстия 32 в положение зацепления штыря 25 с одним из отверстий 23 захватывающей пластины 4 при движении зубчатой рейки 7 вниз. Копир с встроенным магнитом 13 имеет наклонную рабочую поверхность, контактирующую со стальными наконечниками 24 штырей 25. Стальной наконечник 24 каждого штыря 25 выполнен конусной формы. Копир с встроенным магнитом 13 преобразовывает вертикальное движение зубчатой рейки 7 в горизонтальное перемещение штыря 25. Копир с встроенным магнитом 13 выполнен из износостойкого диэлектрика, позволяющий магниту притягивать стальные наконечники 24 штырей 25. Штыри 25 выполнены из немагнитного металла, чтобы исключить взаимные магнитные влияния штыря 25 и груза 22. Копир с встроенным магнитом 13 выполнен с двумя заходными фасками 26 для устранения возможных несоответствий при работе перемещения грузов. В зависимости от выбранной нагрузки, задаваемой пользователем при повороте рукоятки выбора нагрузки 5, сектор фиксации нагрузки 8 поворачивается на определенный угол, и закрепляется роликом 17 на подпружиненном рычаге 9 в соответствующей впадине 16. Ролик 17 установлен с возможностью вращения в средней части рычага 9. Рычаг 10 с одной стороны шарнирно установлен на плите 2 на оси качания 20, с другой стороны связан пружиной блокировки 43 с зацепом 44 плиты 2. На поворотной рукоятке выбора нагрузки 5 расположен указатель нагрузки 45 в виде небольшого выступа или риски. Задаваемая нагрузка устанавливается при помощи поворотной рукоятки выбора нагрузки 5 по шкале 46, которая жестко закреплена на плите 2. Блокировка поворота рукоятки выбора нагрузки 5 и сектора фиксации нагрузки 8 осуществляется при перемещении зубчатой рейки 7. Рычаг 10, шарнирно установленный на оси качания 20 на плите 2, взаимодействует с выступом 21 на первом грузе 22 и отверстиями 18, равномерно расположенными вдоль зубчатой рейки 7. Рычаг 10 с одной стороны взаимодействует с выступом 21 первого груза 22, а с другой стороны подпружинен пружиной 46 и имеет выступ 19, который западет в одно из отверстий 18 в зависимости от положения зубчатой рейки 7 при определенной нагрузке, задаваемой пользователем.

Устройство регулирования нагрузки силового тренажера работает следующим образом. В спортивном тренажере усилие пользователя через трособлочную систему тренажера передается на силовой трос 34. Захватывающая пластина 4, с жестко установленным на нем первым грузом 22, перемещает определённое количество отдельных грузов грузового стека 3 в направлении против силы сопротивления. Количество грузов, участвующих в работе определяется от выбора нагрузки, который позволяет зацепить один или более грузов. Выбор количества грузов, участвующих в работе, происходит в ответ на движение рукоятки выбора нагрузки 5, поворот которой преобразует движение копира с встроенным магнитом 13 в поступательное на направляющей 12. Копир с встроенным магнитом 13 толкает рабочей плоскостью 47 стальные наконечники 24 штырей 25 вдоль отверстия 23 в положение включено зацепления штыря 25 с одним из отверстий захватывающей пластины 4 при движении зубчатой рейки 7 вниз. При движении зубчатой рейки 7 вверх, происходит втягивание штырей 25 в положение выключено за счет встроенного магнита, притягивающего стальной наконечник 24 к той же самой рабочей плоскости 47 копира 13.

Поворот рукоятки выбора нагрузки 5 приводит к повороту сектора фиксации нагрузки 8 на определенный угол, в зависимости от задаваемой нагрузки пользователем, и фиксируется роликом 17 на подпружиненном рычаге 9 в соответствующей впадине 16 сектора фиксации нагрузки 8. Блокировка поворотной рукоятки выбора нагрузки 5 осуществляется перемещением зубчатой рейки 7 в отверстие 18 которой попадает выступ 19 подпружиненного рычага 10, при этом, становится невозможным перемещение других грузов. Как только первый груз 22 поднимается вверх, выступ 19 подпружиненного рычага 10 выходит из зацепления контактной поверхностью и рычаг 10 под воздействием пружины 15 поворачивается вокруг оси качания 20, выступ 19 западает в одно из отверстий 18 в зависимости от положения зубчатой рейки 7, ее движение блокируется, блокируя поворотную рукоятку выбора нагрузки 5. При возврате первого груза 22 в исходное положение, выступ 19 воздействует на контактную поверхность, рычаг 9 поворачивается в исходное положение, выступ 19 выходит из зацепления с отверстием 18 зубчатой рейки 7, происходит разблокировка зубчатой рейки 7 и поворотной рукоятки выбора нагрузки 5.

Таким образом, в предполагаемом изобретении исключается возможность заклинивания работы устройства регулирования нагрузки и повышается надежность работы устройства регулирования нагрузки силового тренажера. Изделие успешно прошло испытание и готовится к серийному выпуску.

Устройство регулирования нагрузки силового тренажера относится к области спортивного оборудования и предназначено для осуществления регулирования нагрузки в спортивных тренажерах в процессе тренировки пользователя. Устройство регулирования нагрузки силового тренажера, содержит раму, плиту, грузовой стек с захватывающей пластиной, поворотную рукоятку выбора нагрузки, расположеную на плите, зубчатое колесо, вертикальные направляющие грузового стека, зубчатую рейку, сектор фиксации нагрузки, рычаги, направляющие на плите, копир с встроенным магнитом. Поворотная рукоятка выбора нагрузки жестко прикреплена к верхней части поворотной оси, шарнирно закрепленной на плите, а с обратной стороны на этой оси расположено жестко закрепленное зубчатое колесо и сектор фиксации нагрузки, выполненный в виде диска, впадины которого, предназначены для входа в них ролика на подпружиненном рычаге. Зубчатое колесо сопряжено с зубчатой рейкой, жестко закрепленной на направляющих на плите с возможностью перемещения на них по вертикали, а отверстия в зубчатой рейке предназначены для зацепа выступа другого подпружиненного рычага, закрепленного шарнирно к плите на оси качания, при этом, другим своим концом рычаг взаимодействует с выступом первого груза, жестко прикрепленного к захватывающей пластине; копир с встроенным магнитом, расположен на одной из направляющих на плите, его рабочая плоскость выполнена под углом к направлению движения копира. Технический результат предполагаемого изобретения заключается повышении надежности работы устройства регулирования нагрузки силового тренажера. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство регулирования нагрузки силового тренажера, содержащее раму, соединенную с плитой, грузовой стек с захватывающей пластиной с отверстиями, поворотную рукоятку выбора нагрузки, расположенную на плите, зубчатое колесо, вертикальные направляющие грузового стека, отличающееся тем, что содержит зубчатую рейку, сектор фиксации нагрузки, подпружиненные рычаги, направляющие, расположенные на плите, копир с встроенным магнитом; плита закреплена на раме сверху и снизу; поворотная рукоятка выбора нагрузки жестко прикреплена к одной стороне поворотной оси шарнирно закрепленной на плите, а на другой стороне поворотной оси противоположной стороне с поворотной рукояткой выбора нагрузки жестко закреплено зубчатое колесо и сектор фиксации нагрузки, выполненный в виде диска с впадинами, которые предназначены для входа в них ролика закрепленного на средней части подпружиненного рычага; зубчатое колесо сопряжено с зубчатой рейкой с отверстиями, жестко закрепленной на направляющих, расположенных на плите с возможностью перемещения на них по вертикали, а отверстия в зубчатой рейке предназначены для зацепа выступа другого подпружиненного рычага, закрепленного шарнирно к плите на оси качания, и своим концом взаимодействующего с выступом груза, являющимся первым сверху в грузовом стеке, жестко прикрепленного к захватывающей пластине; при этом каждый груз грузового стека содержит горизонтальное отверстие для штырей с наконечниками; копир с встроенным магнитом закреплен на одной из направляющих, расположенных на плите, его рабочая плоскость выполнена под углом к направлению движения копира; копир выполнен с возможностью перемещаться вверх для направления наконечников штырей в соответствующие отверстия захватывающей пластины, а при движении вниз магнит копира выполнен с возможностью вытягивания их из отверстий захватывающей пластины.

2. Устройство регулирования нагрузки силового тренажера по п.1, отличающееся тем, что направляющие, расположенные на плите выполнены шариковыми.

3. Устройство регулирования нагрузки силового тренажера по п.1, отличающееся тем, что копир выполнен из износостойкого диэлектрика, выполненного с возможностью магниту копира притягивать стальной наконечник штыря.

4. Устройство регулирования нагрузки силового тренажера по п.1, отличающееся тем, что каждый штырь выполнен с ферромагнитным наконечником.