Тренажер для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена Советский патент 1992 года по МПК A63B22/00 

Изобретение относится к спортивному инвентарю, в частности к тренажерам для тренировки вестибулярного анализатора.

Известен тренажер для тренировки и объективной оценки состояния вестибулярного анализатора спортсмена.

Наиболее близким к предлагаемому является тренажер для интегральной оценки ортоградной устойчивости человека. Достоинством данного тренажера является то, что в нем сочетается вращательное движение спортсмена относительно вертикальной оси с одновременным перемещением вдоль нее. Такое совмещение движений позволяет осуществлять одновременное комбинированное раздражение всех рецепторов вестибулярного анализатора (рецепторов отолитового аппарата и полукружных каналов). К достоинствам тренажера относится также возможность объективной регистрации всех компонентов вестибулярной реакции.

Однако указанный тренажер позволяет решать ограниченный круг задач. Дело в том, что конструктивное решение его не позволяет в полной мере реализовать необходимые условия для дифференцированного исследования рецепторного аппарата полукружных каналов вестибулярного анализатора.

В тренажере используется передача винт-гайка, в которой вертикальное перемещение (скорость) жестко связано в угловым (скоростью),„.

где ш - угловая скорость вращения спортсмена, 1/с;

h - шаг резьбы, м;

V - скорость вертикального перемещения спортсмена, м/с.

Однако для создания дифференцированной нагрузки на полукружные каналы вестибулярного анализатора и определения

сл

с

его чувствительности по трем ортогональным осям необходимо обеспечить независимость движений: поступательного и вращательного.

Цель изобретения - повышение эффек- тивности тренировочного процесса за счет введения независимой регулировки угловой скорости вращения испытуемого при нерегулируемой линейной скорости вертикального перемещения, а также определения порогов чувствительности допустимых нагрузок на полукружные каналы вестибулярного анализатора.

Указанная цель достигается тем, что в тренажере используется устройство типа вариатор, позволяющее обеспечить независимость двух движений: вращательного от- носительно вертикальной оси и поступательного вдоль нее. При этом имеется возможность регулирования угловой ско- рости, что очень важно для определения порогов чувствительности полукружных каналов вестибулярного анализатора.

На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемого тренажера.

Тренажер включает в себя передачу винт-гайка 1 с трапецеидальной резьбой, гайка которой может вращаться относительно опоры. В нижней части гайка жестко связана с горизонтальным диском 2. Винт имеет регулируемый упор 3, которым он может доходить до нерегулируемого упора 4. Упор 3 имеет стопорный винт, посредством которого он фиксируется в заданном положении. Этим создается возможность регу- лирования величины вертикального хода винта (X), которая определяет время тренировки. Для исключения вращения винта установлена направляющая втулка 5, которая жестко связана с корпусом тренажера, обеспечивающая возможность возвратно- поступательных движений вала винта в вертикальном направлении. Направляющая втулка 5 и винт представляют собой подвижное шлицевое соединение.

Для регулирования угловой скорости в тренажере используется устройство типа вариатор, которое состоит из двух дисков 6. Оси этих дисков могут устанавливаться под заданным углом посредством специального устройства 7. Диски 6 наружной поверхностью контактируют с торцовой поверхностью горизонтальных дисков 2 и 8. Диск 8 жестко связан с направляющей втулкой 9. Вал винта 10 с направляющей втулкой 9 образуют подвижное шлицевое соединение, в нижней части которого крепятся опорные ручки 11 для удержания спортсмена. Через подшипниковый узел 12 вал 10 жестко в осевом направлении связан с валом винта передачи винт-гайка 1. Подшипниковый узел 12 необходим для совмещения движений вала 10: поступательного и вращательного. В вертикальном направлении весь валопровод состоит из винта передачи винт-гайка 1, в нижней части которого имеются шлицы, подшипникового узла 12 и вала 10 с опорными ручками 11, в верхней части которого также имеются шлицы.

Угловая скорость вала 10 будет определяться соотношением

а„ - PI RI ад Рз

(2)

где аи - угловая скорость вращения гайки в передаче винт-гайка, 1/с;

ад-угловая скорость вала 10 (вращения спортсмена), 1/с;

RI - радиус точки контакта дисков вариатора 6 с диском 2;

Кз - радиус точки контакта дисков вариатора 6 с диском 8.

Посредством изменения угла наклона осей дисков 6 вариатора (2) будут меняться радиусы RI и Нз. В результате чего достигается регулирование угловой скорости УЗ.

Тренажер работает следующим образом.

Под действием веса тела спортсмена, находящегося в положении виса и держащегося за опорные ручки 11 тренажера, вал 10 получает поступательное перемещение в вертикальном направлении, Через подшипниковый узел 12 винт передачи винт-гайка 1 получает также поступательное перемещение в вертикальном направлении. В результате продольного перемещения винта гайка получает вращательное движение, которое через звенья 2, 6, 8 и 9 передается валу винта 10. В результате этого вал 10 прлучает к поступательному и вращательное движение. Угловая скорость вращения регулируется посредством специального устройства 7, которое позволяет до тренировки спортсмена установить ось дисков 6 под заданным углом. При перемещении винта вниз на величину X он в нижнем положении доходит до упора 4, положение упора 3 определяет время хода винта, т.е. время тренировки, и следовательно, дозировку вестибулярной нагрузки.

Для возвращения тренажера в исходное (рабочее) состояние необходимо сообщить вручную вращение валу винта 10 с помощью ручек 11 в направлении, противоположном рабочему движению. При враще- нии вала 10 через звенья 9, 8, 6 и 2 сообщается вращательное движение гайке 1, в результате чего винт через резьбу сам будет подниматься.

В результате применения предлагаемого тренажера достигается регулирование уг- ловой скорости вращения спортсмена независимо от линейной скорости вертикального перемещения.

Формула изо б ретения Тренажер для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена, содержащий передачу винт-гайка вращения для прида- ния спортсмену вращательного движения относительно вертикальной оси с одновременным перемещением вдоль нее, и связан- ные через подшипниковый узел со свободным концом винта опорные ручки для удержания спортсмена, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности тренировочного процесса за счет независимой регулировки угловой скорости вращения спортсмена, тренажер снабжен двумя параллельно расположенными горизонтальными дисками, двумя охватывающими винт и расположенными по обе стороны от подшипникового узла направляющими втулками для обеспечения без вращения возвратно-поступательного движения винта, двумя дисками, расположенными между горизонтальными дисками с возможностью контактирования с их торцовыми поверхностями и установки относительно них под заданным углом, и двумя регулируемыми упорами, ограничивающими осевое перемещение винта, причем., один из горизонтальных дисков жестко связан с гайкой, а другой - с направляющей втулкой, расположенной между подшипниковым узлом и опорными ручками, винт в зонах взаимодействия с направляющими втулками имеет шлицевые участки, а направляющая втулка, расположенная между подшипниковым узлом и горизонтальным диском, жестко связанным с гайкой, закреплена на основании тренажера.

Использование: изобретение относится к спортивному инвентарю, в частности к тренажерам для тренировки вестибулярного анализатора. Сущность изобретения: в тренажере используется устройство типа вариатора, позволяющее обеспечить независимость двух движений: вращательного относительно вертикальной оси и поступательного вдоль нее, при этом возникает возможность регулирования угловой скорости. 1 ил.