устройство для тренировки пловцов

Формула изобретения

Устройство для тренировки пловцов, содержащее две размещенные на раме катушки с намотанными на них гибкими связями, имеющими на концах лопатки, соединенные между собой муфтой сцепления и связанные посредством возвратно-храпового механизма с тормозом, выполненным в виде соединенных посредством редуктора катушек с гидронасосом, замкнутый трубопровод которого содержит датчик-манометр, дроссель и бак с жидкостью, отличающееся тем, что в него введены преобразователь напряжение частота, вход которого соединен с датчиком-манометром, счетчик количества движения, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение частота, магнитный датчик, установленный в непосредственной близости от края щеки каждой катушки, счетчик числа гребков, вход которого соединен через гистерезисный элемент с выходом магнитного датчика, сдвоенный мультиплексор, нулевой вход первого канала которого соединен с выходом счетчика количества движения, нулевой вход второго канала соединен с выходом счетчика числа гребков, индикатор количества движения, соединенный с выходом счетчика количества движения, индикатор количества гребков, соединенный с выходом счетчика числа гребков, блок деления, вход "Делимое" которого соединен с выходом первого канала сдвоенного мультиплексора, вход "Делитель" с выходом второго канала сдвоенного мультиплексора, первый регистр, вход кода которого соединен с выходом результата блока деления, индикатор величины среднего усилия в цикле гребковых движений, вход которого соединен с выходом результата блока деления, второй регистр, вход кода которого объединен с единичным входом второго канала сдвоенного мультиплексора и соединен с выходом первого регистра, выход второго регистра соединен с единичным входом первого канала сдвоенного мультиплексора, батарея питания, первый полюс которой соединен с шиной "Земля" питания электронных элементов схемы, второй полюс с первым выводом обмотки реле включения и через второй нормальноразомкнутый контакт реле включения с шиной напряжения питания электронных элементов схемы, кнопка "Пуск", состоящая из замыкающей и размыкающей пар контактов, замыкающая пара контактов которой соединена в параллель с первой нормальноразомкнутой парой контактов реле включения, которая первым своим контактом соединена с шиной "Земля" питания электронных элементов схемы, а вторым контактом через нормальнозамкнутые контакты реле отключения соединена с вторым выводом обмотки реле включения, размыкающая пара контактов кнопки "Пуск" первым своим контактом соединена с шиной напряжения питания электронных элементов схемы, формирователь, вход которого соединен с вторым контактом размыкающей пары кнопки "Пуск", выход с входами "Установка нуля" счетчика количества движения, счетчика числа гребков, входами синхронизации первого регистра и второго регистра, одновибратор, вход которого соединен с выходом формирователя, а выход с входом управления сдвоенного мультиплексора, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом гистерезисного элемента, а второй вход через элемент задержки подключен к выходу формирователя, счетчик времени, вход установки нуля которого объединен с входом запуска деления блока деления и соединен с выходом элемента ИЛИ, генератор временных меток, выход которого соединен со счетным входом счетчика времени, обмотка реле отключения, первый вывод которой соединен с выходом переполнения счетчика времени, а второй вывод соединен с шиной "Земля" питания электронных элементов схемы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для тренировки пловцов.

Известно устройство для тренировки пловцов, содержащее размещенные на раме две катушки с намотанными на них гибкими связями, имеющими на концах лопатки. Катушки установлены на валу и соединены между собой муфтой сцепления. Вал установлен в опорах, а катушки связаны посредством возвратно-храпового механизма с тормозом, выполненным в виде соединенных посредством редуктора катушек с гидронасосом, замкнутый трубопровод которого содержит дроссель и бак с жидкостью [1]

Недостатком известного устройства является отсутствие контроля за величиной общей проделанной работы, количество выполненных рабочих движений, средней величиной развиваемого усилия в циклах движений, а также невозможность сравнения величины прикладываемых усилий в циклах движений относительно степени реализации силы в завершенной предыдущей попытке. Это снижает эффективность тренировок и планирования нагрузок в них.

Целью изобретения является повышение информативности путем получения информации о величине проделанной работы, количестве выполненных гребковых движений, средней величине развиваемого усилия в циклах движений, а также сравнительной величине прикладываемых усилий в циклах движений относительно соответствующего показателя, имеющего место в завершенной предыдущей попытке.

Для достижения цели изобретения в устройство для тренировки пловцов, содержащее две размещенные на раме катушки с намотанными на них гибкими связями, имеющими на концах лопатки, соединенные между собой муфтой сцепления и связанные посредством возвратно-храпового механизма с тормозом, выполненным в виде соединенных посредством редуктора катушек с гидронасосом, замкнутый трубопровод которого содержит датчик-манометр, дроссель и бак с жидкостью, введены преобразователь "напряжение-частота", вход которого соединен с датчиком-манометром, счетчик количества движения, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя "напряжение-частота", магнитный датчик, установленный в непосредственной близости от края щеки каждой катушки, счетчик числа "гребков", вход которого соединен через гисторезисный элемент с выходом магнитного датчика, сдвоенный мультиплексор, нулевой вход первого канала которого соединен с выходом счетчика количества движения, нулевой вход второго канала соединен с выходом счетчика числа "гребков", индикатор количества движения, соединенный с выходом счетчика количества движения, индикатор количества "гребков", соединенный с выходом счетчика числа "гребков", блок деления, вход "делимое" которого соединен с выходом первого канала сдвоенного мультиплексора, вход "делитель" соединен с выходом второго канала сдвоенного мультиплексора, первый регистр, вход кода которого соединен с выходом результата блока деления, индикатор величины среднего усилия в цикле гребковых движений, вход которого соединен с выходом результата блока деления, второй регистр, вход кода которого объединен с единичным входом второго канала сдвоенного мультиплексора и соединен с выходом первого регистра, выход второго регистра соединен с единичным входом первого канала сдвоенного мультиплексора, батарея питания, первый полюс которой соединен с шиной "земля" питания электронных элементов схемы, второй полюс соединен с первым выводом обмотки реле включения и через второй нормально-разомкнутый контакт реле включения соединен с шиной напряжения питания электронных элементов схемы, кнопка "пуск", состоящая из замыкающей и размыкающей пар контактов, замыкающая пара контактов которой соединена в параллель с первой нормально-разомкнутой парой контактов реле включения, которая первым своим контактом соединена с шиной "земля" питания электронных элементов схемы, а вторым контактом через нормально-замкнутые контакты реле отключения соединена со вторым выводом обмотки реле включения, размыкающая пара контактов кнопки "пуск" первым своим контактом соединена с шиной напряжения питания электронных элементов схемы, формирователь, вход которого соединен со вторым контактом размыкающей пары кнопки "пуск", выход соединен с входами "установка нуля" счетчика количества движения, счетчика числа "гребков", входами синхронизации первого регистра и второго регистра, одновибратор, вход которого соединен с выходом формирователя, а выход соединен с входом управления сдвоенного мультиплексора, элемент "ИЛИ", первый вход которого соединен с выходом гисторезисного элемента, а второй вход через элемент задержки подключен к выходу формирователя, счетчик времени, вход установки нуля которого объединен с входом запуска деления блока деления и соединен с выходом элемента "ИЛИ", генератор временных меток, выход которого соединен со счетным входом счетчика времени, обмотка реле отключения, первый вывод которой соединен с выходом переполнения счетчика времени, а второй вывод соединен с шиной "земля" питания электронных элементов схемы.

На фиг. 1 показана механическая часть схемы устройства для тренировки пловцов; на фиг.2 электронная схема устройства для тренировки пловцов.

Устройство содержит (фиг.1) размещенные на раме 1 катушки 2 с намотанными на них гибкими связями 3, имеющими на концах лопатки 4. Катушки 2 установлены на валу 5 и соединены между собой муфтой 6 сцепления. Вал 5 установлен в опорах 7, а катушки 2 связаны посредством возвратно-храпового механизма 8 с тормозом, выполненным в виде соединенных посредством редуктора 9 катушек 2 с гидронасосом 10, датчика-манометра 11, индикатора 12 давления, дросселя 13 и бака 14 с жидкостью. Гидронасос 10, датчик-манометр 11, дроссель 13 и бак 14 соединены между собой посредством замкнутого трубопровода 15. Устройство (фиг.2) имеет кнопку "пуск" (на схемах не показана) включения электропитания, начального запуска схемы и программы сравнения прикладываемых усилий в среднем за одно рабочее движение в завершенной предыдущей попытке относительно текущей серии выполнения упражнения, замыкающую пару контактов 16 кнопки "пуск", обмотку 17 реле Р₁ включения, батарею 18 питания электронных элементов схемы, первый нормально-разомкнутый контакт 19 реле Р₁ включения, второй нормально-разомкнутый контакт 20 реле Р₁ включения, генератор 21 временных (например, секундных) меток, размыкающую пару контактов 22, совмещенную с кнопкой "пуск" начального запуска схемы и программы сравнения прикладываемых усилий в среднем за одно рабочее движение в завершенной предыдущей попытке относительно текущей серии выполнения упражнения, счетчик 23 времени, формирователь 24, одновибратор 25 (или расширитель импульса), счетчик 26 количества движения (интегрирующий электрический сигнал, характеризующий давление), счетчик 27 числа "гребков" (числа рабочих движений), элемент 28 задержки ("память"), сдвоенный мультиплексор 29, магнитный датчик 30, гисторезисный элемент 31, индикатор 32 количества "гребков", преобразователь 33 "напряжение-частота", индикатор 34 количества движения, возникшего в результате выполнения гребкового движения, блок 35 деления, элемент 36 "ИЛИ", индикатор 37 величины среднего усилия в циклах "гребковых" движений и сравнения прикладываемых усилий в среднем за одно гребковое движение в завершенной попытке относительно текущей серии выполнения цикла движений, первый регистр 38, второй регистр 39, обмотку 40 реле Р₂ отключения, нормально-замкнутый контакт 41 реле Р₂ отключения.

Устройство работает следующим образом.

Нажатием кнопки "пуск" осуществляется замыкание замыкающей пары контактов 16. При этом включается цепь обмотки 17 реле Р₁ включения к батарее 18 питания, замыкая первый 19 и второй 20 нормально-разомкнутые контакты реле Р₁ включения. После отпускания кнопки "пуск" обмотка 17 реле Р₁ включения остается под током. Через замкнувшиеся контакты реле Р₁ включения поступает напряжение батареи 18 питания на шины питания электронных элементов схемы. Одновременно с отпусканием кнопки "пуск" замыкаются совмещенные с ней размыкающие контакты 22, в результате чего на формирователь 24, служащий для устранения "дребезга" контактов кнопки "пуск", поступает сигнал, от которого формирователь 24 срабатывает. Выходной импульс формирователя 24 устанавливает в исходное нулевое состояние счетчик 26 количества движения и счетчик 27 числа "гребков" (одновременно запуск одновибратора 25 и другие действия этого импульса пока на данном этапе не имеют значения). После восстановления выхода одновибратора 25 к исходному нулевому состоянию сдвоенный мультиплексор 29 находится в состоянии подключенности к "нулевому" выходу (данное состояние представлено на фиг.2).

Занимающийся, совершая гребковое движение, прикладывает усилие к лопаткам 4 и раскручивает катушки 2. Вращение катушки 2 посредством возвратно-храпового механизма 8 передается через вал 5, редуктор 9 на вал гидронасоса 10. Последний нагнетает жидкость из бака 14 посредством трубопровода 15 в систему, оснащенную дросселем 13, индикатором 12 давления и датчиком-манометром 11. Жидкость, пройдя через дроссель 13, попадает в бак 14.

По окончании гребкового движения возвратно-храповый механизм 8 возвращает катушки 2 в исходное положение. Величина тормозящей силы, возникающей при протекании жидкости по трубопроводу 15, пропорциональна квадрату скорости потока жидкости.

Каждое гребковое движение пловца отмечается возникновением отдельного импульса от магнитного датчика 30, установленного в непосредственной близости от края каждой катушки 2 (датчик может быть установлен в непосредственной близости от края на каждой из катушек 2). Для избежания ложных удвоений этого импульса от возможной прерывности гребковых движений служит гисторезисный элемент 31, дополнительно дискретизирующий сигнал счета "гребков". Счетчик 27 числа гребков регистрирует текущее количество "гребков", выполненных в данном подходе. Это количество непрерывно показывает индикатор 32 количества движений.

Одновременно производится интегрирование гребковых усилий: датчик-манометр 11 преобразует давление в трубопроводе 15, которое пропорционально в каждый момент гребковому усилию, в пропорциональное напряжение. Последнее преобразуется в пропорциональную частоту электрических импульсов преобразователем 33 "напряжение-частота". Суммарное количество этих импульсов, зарегистрированное в счетчике 26 количества движений, представляет собой интеграл "гребковых" усилий, проимитированных занимающимся в течение всего подхода. Эта величина непрерывно индицируется на индикаторе 34 количества движений.

При данном "нулевом" состоянии сдвоенного мультиплексора 29 на входы делимого и делителя блока 35 деления подаются цифровые коды текущего интегрального усилия, проинтегрированного к данному моменту времени и, соответственно, число проделанных гребковых движений. Импульс счета числа гребков, возникающий на выходе гисторезисного элемента 31 по окончании каждого "гребка" (магнитный датчик 30 срабатывает именно по окончании "гребка"), воздействует через элемент 36 "ИЛИ" на вход запуска блока 35 деления. Таким образом, средняя величина гребковых усилий, проделанных в течение данного подхода, вычисляется на текущее число "гребков". Эта текущая величина непрерывно индицируется на индикаторе 37 величины среднего усилия в цикле гребковых движений, сменяясь от "гребка" к "гребку".

По прекращении гребковых движений на индикаторе 37 величины среднего усилия в цикле гребковых движений, а также на входе первого регистра 38 остается среднее усилий за один "гребок" в данном подходе. На индикаторах 32 и 34 также остаются значения соответствующих индицируемых величин.

Конец одного подхода и начало следующего отмечается нажатием кнопки "пуск". При этом замыкание контактов 16 не оказывает влияния на работу схемы, поскольку контакты 19 и 20 реле Р₁ включения уже находятся в замкнутом положении. Замыкание контактов 22 при отпускании кнопки "пуск" вызывает новое срабатывание формирователя 24. Импульс, возникающий при этом на выходе формирователя 24, воздействует на входы синхронизации первого 38 и второго 39 регистров, внося в первый регистр 38 результат среднего усилия гребкового движения в цикле выполнения упражнения с выхода блока 35 деления, а во второй регистр 39 результат среднего усилия гребкового движения за предыдущий подход. Тот же импульс запускает одновибратор 25, который в свою очередь, вырабатывает импульс, удерживающий сдвоенный мультиплексор 29 в состоянии "1" в течение времени, достаточного для выполнения деления блоком 35 деления. Последний запускается через задержку элементом 28 задержки, достаточную для того, чтобы сдвоенный мультиплексор 29 успел установиться в состояние "1" и на выходе делимого и делителя блока 35 деления подались коды с выходов второго 39, первого 38 регистров, соответственно.

После второго подхода во втором регистре 39 остается результат эффективности выполнения упражнения первого подхода и далее каждого предыдущего подхода, а в первом регистре 38 результат последнего (текущего) подхода.

Таким образом, начиная со второго подхода, нажатие кнопки "пуск" приводит к выполнению очередного сравнения эффективности выполнения последнего подхода с эффективностью предыдущего. Результат сравнения отображается на индикаторе 37. Сначала нового подхода (после I-го гребкового движения) на индикаторе 37 вновь индицируется текущее среднее усилие гребковых движений, а индикаторы 32 и 34 начинают копить соответствующие значения, начиная с 0.

Во время работы устройства импульсы "гребков", а также команд, возникающие на выходе элемента 36 "ИЛИ" периодически "сбрасывают" счетчик 23 времени в исходное нулевое положение. Если же в работе тренажера возникает пауза, содержимое счетчика 23 времени начинает возрастать под воздействием импульсов, постоянно действующих с выхода генератора 21 временных меток.

К выходу сигнала переполнения счетчика 23 времени подключена обмотка 40 реле Р₂ отключения так, что при переполнении счетчика 23 времени контакт 41 разрывает цепь обмотки 17, контакты 19 и 20 реле Р₁ включения размыкаются схема отключается от батареи 18 питания.

Частота генератора 21 и емкость счетчика 23 времени подбираются с расчетом времени отключения схемы, достаточного для паузы перед повторной работой.