Тренажёр-балансир Российский патент 2025 года по МПК A63B21/00 

Изобретение относится к области спортивных тренажеров, спортивного инвентаря, может использоваться также в лечебной физкультуре пользователями любого возраста. Тренажер может быть использован для тренировки ловкости, координации движений тела в активном и пассивном режимах формирования нервно-мышечных связей и рефлексов для оптимизации биомеханического баланса организма.

Известно «Устройство для массажа и тренировки мышц», см. патент РФ на полезную модель № 39085, включающее несущую раму - опорные ножки, снабженную массажным устройством, при этом массажное устройство выполнено в виде двух модулей - первого для контакта с телом пациента и второго для контакта с опорой, например, поверхностью пола; связующим звеном между модулями является шаровое соединение, размещенное между модулями, на их вертикальной оси симметрии в геометрических центрах модулей с возможностью регулирования по высоте и крепления вспомогательных приспособлений.

К недостаткам известного устройства можно отнести низкую эффективность устройства при его использовании людьми с уже имеющимися различного рода нарушениями осанки, опорно-двигательного аппарата. При этом, избыточный крен модулей может привести к резкой потере равновесия пользователя и нагрузке элементов опорно-двигательного аппарата, что неприемлемо уже при имеющихся нарушениях осанки и/или опорно-двигательного аппарата.

Известен «Тренажёр-балансир» - прототип, см. патент РФ на изобретение № 2311215, включающий сиденье, смонтированное на ножках при помощи основания и связывающей их шаровой опоры, при этом, ножки выполнены в виде, по крайней мере, двух дуг, соединенных спереди друг с другом под углом от 45 до 90 градусов, а основание снабжено регулируемым ограничителем угла наклона сиденья.

Известный тренажёр, моделирует состояние потери равновесия при искаженной траектории движения тела. К недостаткам прототипа можно отнести его низкую чувствительность к балансу и низкую эффективность, связанную с недостаточной точностью настройки тренажёра во время эксплуатации и, соответственно, невозможность формирования правильной осанки. Так, наличие шаровой опоры предполагает зону контакта между сиденьем и основанием равной поверхности самой шаровой опоры, что отрицательно сказывается на точности настройки баланса, при этом, чем больше площадь контакта и соприкосновения шаровой поверхности, тем больше воздействие оказывает сила трения при поиске необходимого баланса позвоночнику, что также отрицательно сказывается на точности и эффективности тренажёра, поскольку неизбежны погрешности такой настройки коррекции. При этом изготовление шаровой опоры – достаточно сложный и дорогостоящий процесс, требующий точности – в противном случае, если шаровая опора выполнена не правильной формы, то вместо пользы тренажёр может наоборот – даже навредить, формируя неверные паттерны движения. К недостаткам также можно отнести то, что сиденье с основанием выполнены неразъёмными, что ограничивает возможности использования тренажёра.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков аналога и прототипа, а именно создание простого в изготовлении и использовании, недорогого тренажёра, с повышенной чувствительностью и точностью настройки баланса при формировании правильной осанки.

Поставленный предлагаемым изобретением технический результат достигается известными признаками включающими опору-сиденье, основание и, расположенный между ними, механизм изменения угла наклона сиденья относительно вертикальной оси и новыми признаками, заключающихся в том, что механизм изменения угла наклона сиденья выполнен в виде двух отдельных контактирующих друг с другом элементов: первый из которых выполнен в виде конуса жёстко закреплённого в центре опоры-сиденья, а второй выполнен с вогнутой поверхностью, для установки вершины первого элемента и смонтирован на основании. Вогнутая поверхность по глубине выполнена равной от ½ до ¼ высоты первого элемента. Вогнутая поверхность второго элемента механизма изменения угла наклона сиденья выполнена в виде полусферы, перевёрнутых усечённого конуса или усечённой пирамиды. Опора-сиденье и основание выполнены одинаковыми по форме и диаметру.

Новизной является выполнение механизм изменения угла наклона сиденья в виде двух отдельных контактирующих друг с другом элементов: первый из которых выполнен в виде пирамиды или конуса жёстко закреплённого в центре опоры-сиденья, а второй выполнен с вогнутой поверхностью, для установки вершины первого элемента и смонтирован на основании.

Так, выполнение механизма изменения угла наклона сиденья в виде двух отдельных контактирующих друг с другом элементов, обеспечивает простоту изготовления не зависимых друг от друга - двух отдельных элементов конструкции.

Признак выполнения первого элемента, механизма изменения угла наклона сиденья, в виде пирамиды или конуса, жёстко закреплённого в центре опоры-сиденья обеспечивает надёжную работу устройства с повышенной чувствительностью и точностью настройки баланса при формировании правильной осанки. Поскольку в отличие от шаровой опоры уменьшается площадь соприкосновения между элементами механизма, соответственно получается более тонкая и точная настройка во время использования тренажёра – при поиске баланса. При этом, выполнение первого элемента в виде конуса исключает также возможные погрешности связанные с силой трения при поиске необходимого баланса позвоночнику. Так как, чем меньше площадь контакта и соприкосновения первого и второго элементов механизма изменения угла наклона, тем меньшее будет сила трения и её воздействие в отличие от прототипа с шаровой опорой, где площадь контакта и соприкосновения шаровой поверхности больше, чем в предлагаемом конструктивном решении, где минимизируется влияние силы трения на принятие необходимого положения позвоночнику, что тоже влияет на чувствительность и эффективность тренажёра во время его использования Даже при длительной эксплуатации, в случае появления мелкой стружки от трения, эффективность тренажёра останется прежней, поскольку стружке негде скапливаться и ничто не будет мешать поиску и настройке баланса – как, например, с шаровой опорой.

Выполнение первого элемента жёстко закреплённым в центре опоры-сиденья обеспечивает надёжность конструкции и баланса тренажёра. Так, наличие конуса, жёстко закреплённого в центре верхней опоры-сиденья при поиске необходимого баланса позвоночнику, обеспечивает более точную – практически точечную настройку положения позвоночника. Благодаря чему подбирается наиболее физиологичное и точное положение, следовательно, формируются и более точные и эффективные паттерны движения.

При этом, изготовление первого элемента в виде пирамиды или конуса обеспечивает простоту изготовления деталей и сборку данной конструкции тренажёра. Это уменьшает стоимость изготовления тренажёра-балансира, в отличие от прототипа, где изготовление шаровой опоры – достаточно сложный и дорогостоящий процесс требующий точности – в противном случае, если шаровая опора выполнена не правильной формы, то вместо пользы тренажёр может наоборот – даже навредить, формируя неверные паттерны движения.

Выполнение второго элемента с вогнутой поверхностью, для установки вершины первого элемента и смонтированного на основании обеспечивает удержание опоры-сиденья от случайного смещения и сдвига при настройке баланса во время использования тренажёра, что обеспечивает надёжность предлагаемого конструктивного решения.

Выполнение вогнутой поверхности по глубине равной от ½ до ¼ высоты первого элемента способствует предотвращению случайного сдвига во время использования тренажёра-балансира. Если глубина вогнутой поверхности будет менее ¼ высоты первого элемента, то при поиске баланса и его «настройке» опора-сиденье может под тяжестью веса человека «съехать» в сторону. При этом, избыточный крен модулей может привести к резкой потере равновесия пользователя и нагрузке элементов опорно-двигательного аппарата, что неприемлемо, если уже имеются нарушения осанки и/или опорно-двигательного аппарата. Также это потребует повторной, возможно неоднократной, установки и более напряжённого и осторожного поиска баланса, что будет неудобно в использовании. Если глубина вогнутой поверхности будет более ½ высоты первого элемента, тогда будет меньше свободного места при поиске баланса, что будет мешать, поскольку опора-сиденье и основание приблизятся друг к другу. При этом, в начале использования устройства, в случае имеющихся нарушений осанки поиск баланса будет не совсем точным и свободного места может не хватить для полноценного баланса. В процессе использования тренажёра-балансира, со временем, происходит самостоятельная коррекция положения и баланса, что позволяет формировать правильную осанку.

Признак выполнения вогнутой поверхности в виде полусферы, перевёрнутых усечённого конуса или усечённой пирамиды, выполнение первого элемента механизма изменения угла наклона сиденья в виде пирамиды, а также выполнение опоры-сиденья и основания одинаковыми по форме и диаметру - являются признаками дополнительными, способствующими достижению поставленного предлагаемым изобретением технического результата.

Например, признак выполнения опоры-сиденья и основания одинаковыми по форме и диаметру способствует эффективности и точности при поиске баланса, при этом, во время использования один элемент ставится на второй по принципу «мама-папа», поэтому нет разницы какая сторона тренажёра-балансира будет опорой-сиденьем, а какая основанием – тренажёр будет одинаково эффективен и точен при поиске баланса, что упрощает его использование и делает более удобным.

Таким образом, указанные выше признаки являются признаками новыми, неочевидными, существенными, направленными на достижение, поставленного предлагаемым изобретением технического результата – создание простого в изготовлении и использовании, недорогого, надёжного тренажёра, с повышенной чувствительностью и точностью настройки баланса при формировании правильной осанки. При этом, в случае крайней необходимости можно использовать только опору-сиденье поставив на твёрдую поверхность элемент в виде конуса или пирамиды, также опору-сиденье можно перевозить с собой, что легче и проще одной общей конструкции, что делает удобным использование тренажёра –балансира даже вне дома, например, в поездке.

Согласно проведенных патентно-информационных исследований, сочетания известных и новых признаков предлагаемого изобретения в источниках патентной и научно-технической информации не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.

Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и не вытекает из него явным образом - позволяет получить более высокий и даже неожиданный технический результат, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.

Описание осуществления предлагаемого изобретения позволяет отнести его к промышленно выполнимым.

На фиг.1 схематично показан тренажёр-балансир в разрезе с основанием сверху, а опорой-сиденьем снизу с первым элементом в виде конуса.

На фиг.2 схематично показан первый элемент в виде шестигранной пирамиды – вид сверху.

На фиг.3 схематично показан второй элемент с вогнутой поверхностью в виде полусферы.

На фиг.4 схематично показан второй элемент с вогнутой поверхностью в виде усечённой пирамиды.

На фиг.5 схематично показан второй элемент с вогнутой поверхностью в виде усечённого конуса.

Предлагаемый тренажёр-балансир состоит из верхней опоры-сиденья 1, основания 2 и механизма изменения угла наклона сиденья относительно вертикальной оси выполненного в виде, работающих в паре, двух отдельных элементов: первого, смонтированного в центре опоры-сиденья 1, в виде конуса 3 или в виде пирамиды 4 с вершиной 5 и второго элемента 6 с вогнутой поверхностью в виде полусферы 7 (или в виде перевёрнутой усечённой пирамиды 8, или в виде перевёрнутого усечённого конуса 9), выполненного в центре основания 2. При этом опора-сиденье 1 и основание 2 выполнены одинаковыми по форме и диаметру, а крепление первого и второго элементов механизма изменения угла наклона сиденья может быть выполнено, например, при помощи по меньшей мере трёх винтов или трёх шпилек 10, или трёх болтовых соединений, равноудалёнными от центра и на одинаковом расстоянии друг от друга.

Предлагаемый тренажер-балансир работает следующим образом.

На твёрдую горизонтальную поверхность устанавливали основание 2 с вогнутой полусферой 7 сверху, затем в центр вогнутой полусферы 7 устанавливали вершину 5 конуса 3 смонтированного на нижней стороне опоры-сиденья 1. Пользователь садился на верхнюю опору- сиденье 1 и естественным образом пытался принять правильное вертикальное положение, обусловленное физиологией. При этом пользователь может, как просто сидеть минут по 10-20 в день поддерживая равновесие и настраивая баланс, так и может выполнять какую-либо работу за столом, и постоянно стремится поддерживать корпус тела прямо, максимально приближенно к правильному положению. За счёт легкой подвижности возникает автоматически потребность выпрямить спину, втянуть живот, вертикализовать торс, оптимально распределяя нагрузку между позвонково -двигательными сегментами по отношению к тазу. Таз автоматически центрируется и при этом, чем меньше место контакта механизма изменения угла наклона сиденья с самим сиденьем, тем точнее осуществляется корректировка положения опорно-двигательного аппарата и позвоночника и подбирается наиболее физиологичное и точное положение, формируя более точные и эффективные паттерны движения. Размещение сиденья 1 посредством конуса 3 в вогнутой полусфере 7 - прямо над основанием 2, постоянно заставляет пользователя поддерживать правильное положение тела, выпрямляя при этом позвоночник, а наличие минимального контакта поверхностей конуса 3 и вогнутой полусферы 7 в центре основания 2 обеспечивает более чувствительную, точечную настройку положения тела, что повышает эффективность тренажёра. При этом, предлагаемая конструкция тренажёра минимизирует влияние сторонних помех на его работу, таких как трение или не точность центрирования балансира, что тоже делает использование предлагаемой конструкции тренажера более эффективной. Более точная коррекционная постановка позвоночника обеспечивает эффективность использования тренажёра, в отличии от других известных тренажёров с шаровой опорой, в которых бо́льшая площадь контакта шаровой опоры с посадочным местом и, соответственно, меньшая чувствительность к изменению и сохранению баланса. Также выполнение механизма изменения угла наклона сиденья относительно вертикальной оси в виде двух отдельных элементов обеспечивает простоту изготовления тренажёра и уменьшает его стоимость. А выполнение опоры-сиденья 1 и основания 2 одинаковыми по форме и диаметру обеспечивают удобство в использовании тренажёра-балансира, поскольку нет разницы в эффективности устройства от того, где именно находится опора-сиденье 1 и основание 2 , так как их можно менять местами так, что опора-сиденье будет выполнять функцию основания находясь внизу, а основание – будет выполнять функцию опоры-сиденья находясь сверху, что нежелательно делать при использовании тренажёра с шаровой опорой, поскольку со временем мелкая металлическая стружка будет скапливаться под шаровой поверхностью опоры, что приведёт неправильному формированию осанки или может испортить уже имеющуюся.

При этом, в случае крайней необходимости, например, когда нужно взять с собой тренажёр, достаточно взять только опору-сиденье с первым элементом, что делает его удобным в использовании, поскольку не нужно носить с собой громоздкую конструкцию, а можно просто поставить опору-сиденье на твёрдую поверхность, например, на стул или пол. Использовать тренажёр-балансир можно также для игр.

В настоящее время изготовлена опытная партия тренажера-балансира предлагаемой конструкции, показавшая хорошие результаты. В ближайшее время будет принято решение о запуске в производство предлагаемой конструкции тренажера-балансира.

Изобретение относится к области спортивных тренажеров, спортивного инвентаря, может использоваться также в лечебной физкультуре пользователями любого возраста. Тренажёр может быть использован для тренировки ловкости, координации движений тела в активном и пассивном режимах формирования нервно-мышечных связей и рефлексов для оптимизации биомеханического баланса организма. Тренажёр-балансир, включающий опору-сиденье, основание и расположенный между ними механизм изменения угла наклона сиденья относительно вертикальной оси, при этом механизм изменения угла наклона сиденья выполнен в виде двух отдельных контактирующих друг с другом элементов: первый из которых выполнен в виде пирамиды или конуса, жёстко закреплённого в центре опоры-сиденья, а второй выполнен с вогнутой поверхностью, для установки вершины первого элемента, и смонтирован на основании. Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание простого в изготовлении и использовании недорогого тренажёра, с повышенной чувствительностью и точностью настройки баланса при формировании правильной осанки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Тренажёр-балансир, включающий опору-сиденье, основание и расположенный между ними механизм изменения угла наклона сиденья относительно вертикальной оси, отличающийся тем, что механизм изменения угла наклона сиденья выполнен в виде двух отдельных контактирующих друг с другом элементов, первый из которых выполнен в виде пирамиды или конуса, жёстко закреплённого в центре опоры-сиденья, а второй выполнен с вогнутой поверхностью для установки вершины первого элемента и смонтирован на основании.

2. Тренажёр-балансир по п.1, отличающийся тем, что вогнутая поверхность по глубине выполнена равной от 1/2 до 1/4 высоты первого элемента.

3. Тренажёр-балансир по п.1, отличающийся тем, что вогнутая поверхность второго элемента механизма изменения угла наклона сиденья выполнена в виде полусферы, перевёрнутых усечённого конуса или усечённой пирамиды.

4. Тренажёр-балансир по п.1, отличающийся тем, что опора-сиденье и основание выполнены одинаковыми по форме и диаметру.