Велотренажер Советский патент 1987 года по МПК A63B23/06 A63B69/16 

112

Изобретение относится к спо1 тивиым тренажерам, в частности к велотрена- жерам.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет введения изокинетического режима работы.

На фиг.1 изображена функциональная схема велотренажера.

Велотренажер имеет генераторный узел с педальным приводом 1, блок нарузки 2, преобразователь напряжения 3, усилитель мощности 4, датчик момента 5, перемножитель 6, переключатель режима работы 7, тахометр 8, блок сравнения 9, задатчик нагрузки 10, аналоговые ключи 11, 12 и 13, инвертирующие усилители 14,15, усилитель 16, конденсатор 17, источник управляющего напряжения 18.

Велотренажер работает следующим образом,

В режимах .постоянной мощности и постоянного момента переключатель 7 находится в положении 2 либо в положении 1, ключи 11 и 12 открыты, а ключ 13 закрыт. Сигнал опоры.с задат чика нагрузки 10 поступает через открытый ключ 12 на вход блока сравне- : НИН 9, конденсатор 17 подключен к входу операционного усилителя. Если сигнал опоры превьшает сигнал с перемножителя 6 или с датчика момента 5, то на выходе усилителя 16 и, соответственно, усилителя мощности 4 сигнал ОС растет, увеличивая ток в обмотке возбуждения генератора, что приводит к увеличению нагрузки и наоборот. Этим поддерживается постоянное зна- чение нагрузки на педальном валу.

При работе в изокинетическом режиме переключатель 7 включается ,в третье положение, при этом закрываются ключи 11 и 12 и открывается ключ 12, тем самым отключается конденсатор 17 от входа усилителя 16 и усилитель 16 начинает работать в режиме усилителя напряжения. Сигнал опоры при

этом проходит через ключ 13 и инвер

тирующий усилитель 15 с коэффициенто усиления 1t Рассмотрим работу схемы. Б этом режиме, как видно из схемы, сигналом обратной связи, регулирующим нагрузку, является сигнал, про- порциональный скорости вращения педалей, причем, если в режимах постоянной мощности и постоянного момента при превышении реального сигнала над

5

5

5JQ .

.

35

50

сигналом опорного напряжения, задающим нагрузку, сигнал обратной связи уменьшается, уменьшая ток в обмотке возбуждения генератора и поддерживая нагрузку на заданном уровне, то в изокинетическом режиме, в случае превышения скорости вращения педалей над заданной, нагрузка должна резко возрасти, не давая тренирующемуся превьш ать заданное значение скорости и заставляя его работать все в ремя с макимальным усилием.

При превьш1ении сигналом, пропорциональным числу оборотов, значения опорного сигнала напряжение обратной связи должно не уменьшаться, как в двух предьщущих режимах, а наоборот, увеличиваться. Поэтому для соблюдения необходимого соотношения фаз сигналов и установлены инвертирующие з силители 14 и 15. В режимах постоянной мощности и момента дхгя исключения рывков на педалях сигнал обратной связи затягивается с помощью интегратора. В изокинетическом режиме при резкой попытке увеличения скорости вращения, система должна мгновенно срабатьтать и включать дополнительную нагрузку. Поэтому в этом режиме конденсатор 17 интегратора отключается и усилитель 16 переходит в режим линейного усилителя.

Схема работает следующим образом.

При установке задатчиком нагрузки 10 заданного значения скорости соответствующее ему опорное напряжение поступает через открытый ключ 13 и инвертирующий усилитель 15 на вход блока сравнения. Сигнал, пропорциональный реальной скорости вращения педалей,, с выхода преобразователя напряжения 3 поступает на вход инвертирующего усилителя 14 и с его выхода - на вход того же блока 9, Если скорость вращения ниже установленной и сигнал с усилителя 14 меньше противофазного ему сигнала опорного напряжения, --о нагрузка на педалях мала и при сбл1таении опорного и реального сигналов начинает постоянно увеличиваться. Как только сигнал с блока 6 превысит значение опорного йзпряжения, блок 9, имеющий большой коэффициент Усиления, вьщает сигнал на резкое увеличение нагрузки, т.е. тренирующийся не сможет превысить заданное ему значение скорости вращения педалей.

312895

Таким образом, введение изокине- тического режима в велотренажерах позволяет повысить эффективность тренировочного процесса, а также создает новые эффективные способы подцержа- 5 ния работоспособности и необходимо- го функционального состояния организма.

Формула изобретения

Велотренажер, содержащий генераторный узел с педальным приводом, первый выход которого соединен с блоком нагрузки, второй выход соединен со входом преобразователя напряжения вход генераторного узла соединен с усилителем мощности, а третий выход со входом датчика момента, выход которого соединен с первым входом пе- ремножителя и первым неподвижным контактом переключателя режима работы, второй неподвижный контакт которого соединен с выходом перемножителя, вторым входом соединенного с первым выходом преобразователя напряже- жения, ко второму выходу которого подключен тахометр, подвижный контакт переключателя режима соединен с первым входом блока сравнения и за- датчик нагрузки, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет введения изокинетического режима ра

5

O

О

5

174

боты он содержит аналоговые ключи, инвертирующие усилители, усилитель, конденсатор и источник управляющего напряжения, а переключатель режимов работы имеет дополнительную секцию, причем первый выход преобразователя напряжения дополнительно соединен со входом первого инвертирующего усилителя, выход которого соединен с третьим неподвижным контактом переключателя режима работы, подвижный контакт дополнительной секции соединен с источником управляющего напряжения, первьй и второй неподвижные контакты соединены с управляющим выводом первого аналогового ключа и управляющим выводом второго аналогового ключа, третий неподвижный контакт дополнительной секции переключателя режимов работы соединен с управляющим выводом третьего аналогового ключа, выход задатчика нагрузки соединен с входами второго и третьего аналоговых клк)чей, выход второго аналогового ключа соединен со вторым входом блока сравнения и с выходом второго инвертирующего усилителя, входом соединенного с выходом третьего аналогового ключа, выход блока сравнения соединен со входом усилителя и входом первого аналогового ключа, выход которого через конденсатор соединен со входом усилителя мощ- ности.

Редактор А.Долинич

Составитель А.Захарченко

Техред Л.Олейник . Корректор Н,Король

Заказ 7840/7 Тираж 420 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к области спортивных тренажеров, в частности к велотренажерам. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности тренажера путем введения изо- кинетического режима. В изокивети- ческом режиме работы сигнал, пропорциональный скорости вращения педалей, сравнивается с сигналом опорного напряжения, поступающим с задатчика нагрузки, и при превьщзении его уровня сигнал обратной связи увеличивается, нагрузка возрастает, не давая тренирующемуся превысить заданное значение скорости. В режиме постоянной мощности и постоянного момента i сигнал обратной связи поддерживает нагрузку в заданных пределах при любой скорости вращения. 1 ил. сл с ISD 00 со СП