устройство для развития силы мышц и тренировки спортсменов

Формула изобретения

1. Устройство для развития силы мышц и тренировки спортсменов, содержащее основание, выполненное в виде конструкции, состоящей из горизонтальной опоры, к которой прикреплена вертикальная стойка, вал, имеющий участок, выполненный по форме усеченного конуса с углублениями на наружной поверхности для размещения тягового троса, и средство для создания нагрузки, включающее барабан, установленный на указанном валу и груз, связанный с барабаном через второй трос, отличающееся тем, что участок вала, выполненный по форме усеченного конуса, представляющий собой тело вращения прямоугольной трапеции относительно боковой стороны, перпендикулярной основаниям, величина которой, как и величина меньшего основания, многократно меньше величины большего основания трапеции и на его наружной поверхности размещены приспособления для закрепления конца тягового троса, наматываемого по образованному углублениями желобу, изогнутому в виде спирали Архимеда, а в средство для создания нагрузки дополнительно введены полиспаст и неподвижный блок, который закреплен на дополнительно введенном кронштейне, установленном в верхней части стойки, и на этом кронштейне также размещено приспособление для закрепления второго неприкрепленного к барабану конца упомянутого второго троса, огибающего неподвижный блок и полиспаст, который сочленен со стержнем, проходящим через элементы груза, скользящие в вертикальной плоскости по направляющим, закрепленным на упомянутых горизонтальной опоре и кронштейне, при этом задействованным количеством элементов груза задана начальная нагрузка.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем вспомогательное приспособление, например имитатор копья или рукоятка для одной или двух рук, или середина третьего дополнительного троса, на концах которого размещены ремни для крепления к кистям рук, прикреплено к свободному концу тягового троса, сматываемого с упомянутого желоба при проведении, соответственно, метательного, силоразвивающего, гребкового или броскового движения.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что к верхнему концу вертикальной стойки горизонтально в плоскости, параллельной плоскости большего основания упомянутого конуса, прикреплен одним концом второй кронштейн, на другом конце которого закреплен второй блок, огибаемый тяговым тросом, к свободному концу которого прикреплено вспомогательное приспособление, например рукоятка для одной или двух рук.

4. Устройство по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что на упомянутой горизонтальной опоре основания рядом с вертикальной стойкой и на противоположном от этой стойки краю параллельно плоскости основания указанного конуса прикреплены щечки соответственно третьего и четвертого блоков, огибаемых тяговым тросом, на свободном конце которого прикреплено вспомогательное приспособление, например рукоятка для одной или двух рук, или гриф штанги, или ремень, которым при проведении тренировок опоясывается спортсмен-борец или опоясывают манекен.

5. Устройство по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что соединение свободного конца тягового троса со вспомогательным приспособлением осуществлено через силовой датчик, электрически связанный с регистрирующим устройством или персональным компьютером.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к тренировочным устройствам для развития силы мышц, а также может быть использовано для специальных тренировок спортсменов в метательных, гребковых, бросковых, тяговых и рывковых движениях.

Известно устройство для развития силы мышц (патент Германии N 57244, кл. 77 а 21/22), содержащее вал, имеющий участок, выполненный по форме усеченного конуса с углублениями для размещения тягового троса, и средство для создания нагрузки, выполненное в виде спиральной пружины.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность тренировки, поскольку оно не обеспечивает варьирование режимов сопротивления, т.к. средство для создания нагрузки выполнено в виде спиральной пружины, усилие сопротивления которой при закручивании вала компенсирует усилие, прикладываемое спортсменом к тросу, сматывающемуся с вала в направлении увеличения его диаметра.

Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является "Устройство для развития силы мышц" (а.с. СССР N 611623, кл. A 63 B 21/22), которое содержит закрепленный в кронштейнах вал, имеющий участок, выполненный по форме усеченного конуса с углублениями для размещения тягового троса, и два цилиндрических участка, расположенных с противоположных сторон конического участка и имеющих диаметры, равные диаметрам соответствующих оснований усеченного конуса, и средство для создания нагрузки, включающее барабан, установленный на валу, и груз, связанный с барабаном через трос.

Это устройство позволяет повысить эффективность тренировки путем варьирования режимов сопротивления. Однако оно имеет ряд недостатков.

Во-первых, при резком сбросе спортсменом нагрузки тяговый трос постоянно выскакивает из углублений и его приходится наматывать заново.

Во-вторых, имеется большая зависимость от инерционности груза при создании режима сопротивления, которая не способствует эффективности тренировочного процесса.

В-третьих, это устройство пригодно только для развития силы мышц, т.е. имеет ограниченное применение.

Целью данного изобретения является повышение надежности работы устройства, уменьшение проявления инерционности груза при задании режимов сопротивления и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения использования устройства для специальных тренировок спортсменов в метательных, гребковых, бросковых, тяговых и рывковых движениях.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем основание, выполненное в виде конструкции, состоящей из горизонтальной опоры, к которой прикреплены вертикальная стойка, вал, имеющий участок, выполненный по форме усеченного конуса с углублениями для размещения тягового троса, и средство для создания нагрузки, включающее барабан, установленный на указанном валу, и груз, связанный с барабаном через второй трос, а участок вала, выполненный по форме усеченного конуса, представляет собой тело вращения прямоугольной трапеции относительно боковой стороны, перпендикулярной основаниям, величина которой, как и величина меньшего основания, многократно меньше величины большего основания трапеции и на его наружной поверхности размещены приспособления для закрепления конца тягового троса, наматываемого по образованному углублениями желобу, изогнутому в виде спирали Архимеда, а в средство для создания нагрузки дополнительно введены полиспаст и неподвижный блок, который закреплен на дополнительно введенном кронштейне, установленном в верхней части вертикальной стойки, и на этом кронштейне также размещено приспособление для крепления второго неприкрепленного к барабану конца упомянутого второго троса, огибающего неподвижный блок и полиспаст, который сочленен со стержнем, проходящим через элементы груза, скользящие в вертикальной плоскости по направляющим, закрепленным на упомянутых горизонтальной опоре и кронштейне, при этом задействованным количеством элементов груза задана начальная нагрузка.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются:

1. Выполнение составных частей устройства: участка вала в форме усеченного конуса, средства для создания нагрузки и крепления вала.

2. Введение дополнительных элементов: горизонтальной опоры и вертикальной стойки в основании, кронштейна, блоков, полиспаста и стержня, проходящего через элементы нагрузки, в средстве для создания нагрузки.

3. Связи между узлами устройства: второй трос, связанный с нагрузкой и барабаном, одним концом закреплен на введенном кронштейне, огибает блок полиспаста и дополнительный блок и вторым концом закрепляется на барабане.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен вид спереди предлагаемого устройства, на фиг. 2 - его вид справа, на фиг. 3 - вид справа устройства, обеспечивающего перемещение конца тягового троса сверху вниз, на фиг. 4 - вид справа устройства, обеспечивающего перемещение конца тягового троса снизу вверх.

Устройство, изображенное на фиг. 1, 2, содержит основание, вал и средство для создания нагрузки. Основание состоит из горизонтальной опоры 1 и прикрепленной к ней вертикальной стойки 2. Вал 3 имеет участок 4, выполненный по форме усеченного конуса. Этот участок представляет собой тело вращения прямоугольной трапеции относительно боковой стороны, перпендикулярной основаниям, величина которой, как и величина меньшего основания, многократно меньше величины большего основания. По оси конуса 4 сделана втулка 5 для посадки на вал 3, на его наружной поверхности размещены желоб 6, выполненный в виде спирали Архимеда, и приспособления 7, 8 для крепления тягового троса 9, наматываемого по желобу 6. Средство для создания нагрузки содержит кронштейн 10, установленный в верхней части вертикальной стойки 2, на котором размещены блок 11 и приспособление 12 для крепления конца второго троса 13, который связан с грузом 14 (оконтурен на чертежах пунктирной линией) и с барабаном 15, насаженным на вал 3, через блок 11 и полиспаст 16 (в данном случае одноблочный), сочлененный со стержнем 17, проходящим через элементы груза 18, которые в вертикальной плоскости скользят по двум направляющим 19 и 20, закрепленным на горизонтальной опоре 1 и кронштейне 10. Вал 3, на который туго посажены конус 4, барабан 15 и подшипник, закреплен горизонтально на вертикальной стойке 2 с помощью корпуса подшипника 21.

Пользуются устройством следующим образом. Тренировка может осуществляться в двух режимах: убывающего внешнего сопротивления инерционной массы груза и возрастающего. В первом случае тяговый трос 9 предварительно закрепляют с помощью приспособления 8 вблизи большего основания конуса 4 (на чертеже ближе к краю конуса 4) и наматывают тяговый трос 9 по желобу 6. Во втором случае крепление и намотка тягового троса 9 выполняется наоборот (вблизи меньшего основания закрепляют конец тягового троса 9 с помощью приспособления 7 и наматывают его по желобу 6). Спортсмен прикладывает усилие к рукоятке 22, т.е. к концу тягового троса 9, заставляя его сматываться с желоба 6 и вращать конус 4. При этом происходит плавное изменение сопротивления, преодолеваемого спортсменом, т. к. плавно изменяется длина плеча (рычага), к которому прикладывается сила, в то время как длина рычага, к которому прикладывается гравитационная сила инерционной массы груза, остается постоянной, т. к. диаметр барабана 15 при этом не изменяется. В случае убывающего внешнего сопротивления длина рычага, к которому прикладывается мускульная сила спортсмена, плавно увеличивается и спортсмен ощущает реальное уменьшение внешней нагрузки по мере воздействия на тяговый трос 9. В режиме возрастающего внешнего сопротивления инерционной массы груза длина рычага, к которому прикладывается мускульная сила спортсмена, плавно уменьшается, и спортсмен ощущает реальное увеличение внешней нагрузки по мере воздействия на тяговый трос 9. Величину начальной нагрузки регулируют изменением задействованного количества элементов груза 18 нагрузки 14. Применение в устройстве полиспаста 16, в данном случае одноблочного, и блока 11 позволяет исключить соскакивание с желоба 6 тягового троса при резком сбросе нагрузки за счет выборки его слабины инерционной массой, а также уменьшить проявления инерционности инерционной массы нагрузки 14, т.к. они, по крайней мере, вдвое уменьшают влияние массы нагрузки (при одноблочном полиспасте) и увеличивают путь перемещения конца тягового троса 9. Если вспомогательное приспособление - рукоятку 22 заменить на имитатор копья 23 (фиг. 2), то спортсмен-копьеметатель может отрабатывать технику метания копья.

Если к свободному концу тягового троса 9 прикрепить середину третьего троса, на концах которого размещены ремни для крепления к кистям рук, то спортсмены тех видов спорта, в которых используются гребковые и бросковые движения, также могут отрабатывать технику их выполнения. Таким образом, существенно расширяются функциональные возможности применения заявляемого устройства.

Таким образом, к свободному концу тягового троса 9 может быть прикреплено вспомогательное приспособление, например имитатор копья 23 или рукоятка для одной руки 22, или рукоятка для двух рук 27, или середина третьего дополнительного троса, на концах которого размещены ремни для прикрепления к кистям рук.

Ниже приводится описание вариантов реализации предлагаемого устройства, способствующих уменьшению инерционности нагрузки и расширению функциональных возможностей устройства.

Масса груза 14 определяется количеством задействованных элементов груза 18. Предложенная конструкция этой части устройства позволяет достаточно просто изменять величину груза с помощью штыря 24 (фиг. 1), проходящего горизонтально через требуемый элемент груза 18 и стержень 17. Выбирая количество задействованных элементов груза 18, задают массу груза 14.

Масса конуса 4 существенно влияет на инерционность нагрузки и, следовательно, на тренировочный процесс. Чем она меньше, тем лучше. Поэтому необходимо выполнить конус 4 с как можно меньшей массой. Например, он может быть выполнен сварным из листового металла с упрочняющими косынками, изготовленными из того же листового металла, приваренными к внутренней поверхности конуса и к втулке, расположенной по оси конуса. Это позволяет существенно уменьшить массу этого конуса, сохранив его механическую прочность.

Для всестороннего развития силы мышц плечевого пояса, спины и ног спортсмена необходимо тренировать их нагрузками в различных плоскостях, в том числе и в вертикальной плоскости. Это означает, что данное устройство должно обеспечивать вертикальное перемещение конца тягового троса 9. С целью обеспечения перемещения конца тягового троса 9 сверху вниз к верхнему концу вертикальной стойки 2 горизонтально, параллельно плоскости большего основания конуса 4 (фиг. 3) прикреплен один конец второго кронштейна 24, к свободному концу которого прикреплены щечки 25 второго блока 26, который огибается тяговым тросом 9, и к свободному концу этого троса крепится рукоятка 27 для двух рук или рукоятка для одной руки, подобная рукоятке 22, изображенной на фиг. 1.

С целью обеспечения перемещения конца тягового троса 9 снизу вверх в предлагаемом устройстве (фиг. 4), на горизонтальной опоре 1 основания рядом с вертикальной стойкой 2 и на противоположном от этой стойки краю параллельно плоскости основания указанного конуса 4 прикреплены щечки 28 и 29 третьего 30 и четвертого 31 блоков соответственно, которые огибает тяговый трос 9. Если на свободном конце тягового троса 9 закрепить рукоятку, подобную рукоятке 22 (фиг. 1), то с помощью данного устройства спортсмен-гиревик может отрабатывать рывковые движения поочередно левой и правой руками. Если на свободном конце тягового троса 9 закрепить рукоятку, подобную рукоятке 27, изображенной на фиг. 3, то спортсмен-гиревик может отрабатывать рывковые движения обеими руками. Это устройство позволяет развивать силу мышц рук и спины спортсменов, занимающихся и другими видами спорта, где также необходима сила этих мышц. Если на свободном конце тягового троса 9 закреплен пояс 36 (фиг. 4), которым при проведении тренировки опоясывается спортсмен-борец или им опоясывают тренировочный манекен, то борцы получают возможность отрабатывать бросок с использованием тренировочного манекена и с отягощающей изменяющейся нагрузкой. Для спортсменов-штангистов также важно развитие силы мышц при воздействии нагрузки, когда конец тягового троса перемещается снизу вверх. Поэтому рядом с четвертым блоком 31 прикреплена вторая вертикальная стойка 32 (изображена на фиг. 4 пунктиром), на которой размещен горизонтально третий кронштейн 33, состоящий из двух разнесенных в горизонтальной плоскости пластин, показанных на фиг. 4 также пунктиром, на которые устанавливается гриф штанги 34, к середине которого прикрепляется свободный конец тягового троса 9. Чтобы можно было изменить положение кронштейна 33 в вертикальной плоскости, предусмотрен вертикальный ряд горизонтальных отверстий 35 на короткой вертикальной стойке 32.

Следовательно, к свободному концу тягового троса 9 может быть прикреплено вспомогательное приспособление, например рукоятка для одной руки 22 или рукоятка для двух рук 27, или гриф штанги 34, или ремень 36, которым при проведении тренировок опоясывается спортсмен-борец или опоясывают манекен.

Для эффективности тренировок и наблюдения за динамикой результатов во многих случаях необходимо знать силовые характеристики и регистрировать их, чтобы можно было анализировать их в период и после проведения тренировок. Поэтому целесообразно соединение свободного конца тягового троса 9 со вспомогательными приспособлениями - имитатором копья 23, рукоятками 22 и 27, поясом 36, серединой третьего троса с ремнями на его концах и грифом штанги 34 - осуществлять через силовой датчик, электрически связанный с регистрирующим устройством, например самописцем, работающим в реальном масштабе времени, или персональным компьютером. Последнее предпочтительнее.

Для спортивных залов, где тренируются спортсмены, занимающиеся разными видами спорта (борцы, штангисты, гиревики и т.д.), необходим тренажер, в котором реализованы в едином устройстве описанные выше порознь устройства, для чего в это устройство должны быть введены дополнительно второй 24 и третий 33 кронштейны, второй 25, третий 30 и четвертый 31 блоки, сменные тяговые тросы 9, имеющие на свободном конце отдельно имитатор копья 23, рукоятки 22 или 27, ремень 36, третий трос с ремнями на концах и приспособление для крепления к грифу штанги 34. Реализация различных режимов повлечет за собой то, что точки размещения крепления тягового троса должны быть разнесены вдоль спирали Архимеда или должны быть предусмотрены сменные конусы с разным количеством витков спирали Архимеда.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями, поскольку позволяет тренироваться спортсменам разных видов спорта, уменьшить влияние инерционности нагрузки за счет применения полиспаста и исключить соскакивание тягового троса с желоба при резком сбросе спортсменом нагрузки, т.е. повысить надежность работы устройства.

Возможность регистрировать, а в последующем и анализировать силовые характеристики позволяет прослеживать и корректировать тренировочный процесс в динамике, способствуя повышению эффективности тренировок и мастерства спортсменов.