устройство для тренировки спортсменов

Формула изобретения

1. Устройство для тренировки спортсменов, содержащее каркас, включающий стойки, одна из которых телескопическая, вал, на который насажены барабан с полумуфтой, вторая полумуфта и пружина механизма прямого и обратного хода, барабан тормозного механизма, рычаги с грузами, которые закрепляются на тормозном барабане под разными углами, уравнительный блок, щека которого соединена с первым тросом, намотанным на барабан механизма прямого и обратного хода, второй трос, огибающий упомянутый уравнительный блок и соединенный первым концом с рукояткой, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй уравнительный блок, через который пропущен упомянутый второй трос, закрепленный вторым концом на стойке, установленной на каркасе ближе к механизму прямого и обратного хода, третий и четвертый блоки, закрепленные в верхней и нижней частях телескопической стойки соответственно, третий трос, одним концом соединенный со щекой введенного второго уравнительного блока и пропущенный через третий и четвертый блоки, а другим концом - с ремнем, закрепляемым при проведении тренировок на поясе спортсмена.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый конец второго троса, связанный с рукояткой, закреплен к середине четвертого дополнительного троса, каждый конец которого связан с отдельным ремнем, закрепляемым на кисти спортсмена при тренировке.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй конец второго троса прикреплен к стойке, установленной на каркасе ближе к механизму прямого и обратного хода, через дополнительно введенный датчик силы, электрически связанный с регистрирующим устройством.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спортивным тренажерам и может быть использовано для специальных тренировок спортсменов в метательных, бросковых. гребковых и ударных движениях.

Известно устройство для тренировки толкателей ядра (патент РФ 2019221, В 63 В 21/06, 1994), содержащее две вертикальные опоры, основание, направляющую, выполненную в виде двутавровой балки, болта для закрепления направляющей на разной высоте. На направляющей закреплены передвижная каретка, рама, диски, кронштейн, ползун, стержень, ядро и трос, один конец которого намотан несколькими витками на шкив и закреплен на раме, а другой конец, огибая блок, закрепленный на верхнем конце направляющей, соединен с малой шестерней редуктора; на валу большой шестерни с отверстиями насажен рычаг с грузами, положение которого фиксируется с помощью подпружиненного шплинта и отверстий на большой шестерне.

Недостатком данного устройства является ограниченность применения: его можно использовать только в толкании ядра. Кроме того, в условиях многократного повторения упражнения, т. е. в автоматическом режиме, невозможно создавать различные переменные режимы сопротивления и облегчения.

Известно также изобретение (а. с. СССР 1621971, кл. А 63 В 21/12, 1991), содержащее каркас, включающий в себя стойки, вал, на который насажены барабан, механизмы прямого и обратного хода, тормозной механизм и трособлочная связь.

Оно обладает несколько большими функциональными возможностями, т. к. может использоваться для специальных тренировок спортсменов в метательных и бросковых движениях.

Недостатком его является то, что в условиях многократного повторения упражнения невозможно создавать различные переменные режимы сопротивления и облегчения.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для тренировки спортсменов (патент РФ 2135244, кл. А 63 В 21/012, 1995), которое содержит каркас, тормозной механизм и механизм прямого хода, которые насажены на один вал. Каркас состоит из четырех балок, консоли, шести стоек и телескопической стойки.

Тормозной механизм содержит подшипник, который насажен на вал и крепится к стойкам посредством корпуса подшипника; тормозной барабан; рычаги, насаженные на вал и прижимающиеся к тормозному барабану с помощью пружины, шайбы и винта. Рычаги с помощью фиксаторов и отверстий на тормозном барабане могут закрепляться под разными углами относительно друг друга и на них можно крепить грузы. Тормозная лента, на которую наклепаны тормозные колодки, охватывает тормозной барабан и обеими концами крепится на рычаге, ось которого закрепляется на подставке, в свою очередь, прикрепленной к стойкам. Конец рычага соединен с пружиной и другим рычагом для отжима тормозной ленты при прямом ходе троса.

Механизм прямого и обратного хода состоит из подшипника, насаженного на вал, и крепится к стойкам посредством корпуса подшипника; барабана с полумуфтой, полумуфты и пружины, которые насажены на вал. Пружиной полумуфта поджимается к барабану с другой полумуфтой. В консоли расположена пружина обратного хода, которая одним концом закреплена в конце консоли, а другим - соединена с тросом. На выходе из консоли другой конец троса проходит через ролик, несколько раз обвивает барабан, проходит через отверстие в рычаге, через блок на стойке и закрепляется на щечках блока уравнительного.

Недостатком данного устройства является то, что его применение не позволяет раздельное (дифференцированное) нагружение мышц, осуществляющих движение руки и ног во время выполнения метательных, гребковых и ударных движений.

Целью данного изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение эффективности тренировки спортсменов в видах спорта, основанных на метательных, бросковых, гребковых и ударных движениях, за счет дифференцированного нагружения мышц рук, ног или корпуса при их выполнении.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее каркас, включающий стойки, одна из которых телескопическая, вал, на который насажены барабан механизма прямого и обратного хода, барабан тормозного механизма, рычаги с грузами, которые закреплены на тормозном барабане под разными углами, уравнительный блок, щека которого соединена с первым тросом, намотанным на барабан механизма прямого и обратного хода, второй трос, огибающий упомянутый уравнительный блок и соединенный первым концом с рукояткой, дополнительно введены: второй уравнительный блок, через который пропущен упомянутый второй трос, закрепленный вторым концом на стойке, установленной на каркасе ближе к механизму прямого и обратного хода, третий и четвертый блоки, один из которых закреплен на верхней подвижной части, а другой - в нижней неподвижной части телескопической стойки, третий трос, соединенный одним концом со щекой второго уравнительного блока и пропущенный через третий и четвертый блоки, а вторым концом с ремнем, закрепляемым на поясе спортсмена.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются следующие признаки.

1. Дополнительно введенные: второй уравнительный блок, третий и четвертый блоки, третий трос и ремень.

2. Связи между узлами прототипа и вновь введенными дополнительными элементами: через второй подвижный уравнительный блок пропущен второй трос, закрепленный вторым концом на стойке, установленной на каркасе ближе к механизму прямого и обратного хода; третий и четвертый уравнительные блоки закреплены в верхней и нижней частях телескопической стойки соответственно; их огибает третий трос, соединенный одним концом со щекой введенного второго уравнительного блока, а другим - с ремнем, закрепляемом на поясе спортсмена при тренировках.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен вид спереди (главный вид) устройства; на фиг. 2 - вид сверху.

Устройство, изображенное на фиг. 1, 2, состоит из каркаса 1, тормозного механизма 2 и механизма прямого и обратного хода 3. Механизмы 2 и 3 насажены на один вал 4.

Каркас 1 - это сварная конструкция, состоящая из четырех балок 5. . . 8, консоли 9, шести стоек 10. . . 35 и телескопической стойки 16.

Тормозной механизм 2 содержит подшипник 17, который насажен на вал 4 и крепится к стойкам 12, 13 посредством корпуса подшипника 18. Тормозной барабан 19, рычаги 20, 21, насаженные на вал 4, прижимаются к тормозному барабану 19 с помощью пружины 22, шайбы 23 и винта 24. Рычаги 20, 21 с помощью фиксаторов 25 и отверстий на тормозном барабане 19 могут закрепляться относительно друг друга под разными углами и на них можно крепить грузы 26. Тормозная лента 27, на которую наклепаны тормозные колодки, охватывает тормозной барабан 19 и обоими концами крепится на рычаге 28, ось которого крепится на подставке, в свою очередь закрепленной на стойках 12, 13. Конец рычага 28 соединен с пружиной 29 и рычагом 30 для отжима тормозной ленты при прямом ходе троса.

Механизм прямого и обратного хода 3 состоит из подшипника 31, насаженного на вал 4, и крепится на стойках 10, 11 посредством корпуса подшипника 32, барабана с полумуфтой 33, полумуфты 34 и пружины 35, которые насажены на вал 4. Пружиной 35 полумуфта 34 прижимается к барабану с полумуфтой 33. В консоли 9 расположена пружина обратного хода 36, которая одним концом закреплена в консоли, а другим соединена с тросом 37. На выходе из консоли другой конец троса 37 проходит через ролик 38, несколько раз обвивает барабан 33, проходит через отверстие в рычаге 30, через блок на стойке 15 и закрепляется на щечках уравнительного блока 39. Второй трос 40, одним концом связанный с рукояткой 41, огибает уравнительный блок 39 и дополнительно введенный уравнительный блок 42 и закрепляется на верхней части стойки 15, ближней к механизму прямого и обратного хода 3, третий трос 43 одним концом связан со щечками уравнительного блока 42, огибает верхний 44 и нижний 45 блоки, установленные на телескопической стойке 16, и соединен со специальным ремнем спортсмена 46.

Прежде чем приступить к выполнению упражнения, например имитационное движение метания копья с места, необходимо рычаг 20 или рычаги 20, 21 с грузом 26 установить в такое исходное положение, которое соответствует реализации определенного режима сопротивления.

Первоначально рассмотрим работу устройства на примере выполнения на нем метания копья с места в условиях преодоления убывающего сопротивления для руки и туловища спортсмена. Поворот барабана 33 механизма прямого и обратного хода 3 на 90^o должен примерно соответствовать величине сматывания троса, т. е. перемещения кисти руки спортсмена. Чтобы упражнение выполнялось с преодолением убывающего сопротивления, необходимо установить определенное количество грузовых дисков на рычаге 20 (при этом второй рычаг 21 может быть отключен). Затем, поднимая рычаг 28 слегка вверх, растормаживаем тормозной барабан 19 и поворачиваем рычаг 20 вместе с барабаном до горизонтального (левого) положения; при опускании рычага 28 пружина 29 тянет его вниз, тем самым натягивает тормозную ленту 27 и фиксирует тормозной барабан 19, а следовательно, и рычаг 20 в заданном начальном положении.

При заданном положении рычага с грузом спортсмен опоясывается ремнем 46, связанным со щеками уравнительного блока 42 тросом 43, захватывает рукоятку 41 (имитатор копья), принимает исходное положение (при этом трос 40 должен быть слегка натянут) и имитирует метание копья с места.

В самом начале движения, когда происходит полное натяжение троса, проходящего через отверстие в рычаге 30, натянутый трос поднимает конец рычага 30; через упругую связь это движение передается на рычаг 28, происходит растормаживание тормозного барабана 19, на котором закреплен рычаг 20 с грузами 26.

В дальнейшем сматывание троса с барабана 33 при выполнении метательного или другого движения вызывает вращение барабана с полумуфтой 33, которое передается с помощью муфты (полумуфт 33, 34), пружины 35 и вала 4 на тормозной барабан 19 и рычаг 20 с грузами 26. По окончании поступательного движения кисти спортсмена происходит расслабление троса, что приводит к резкому опусканию концов рычагов 30 и 28 за счет сокращения пружины 29 и вызывает натяжение тормозной ленты 27. Таким образом происходит жесткая остановка тормозного барабана 19 с рычагом 20. Для повторного выполнения упражнения спортсмен возвращается в исходное положение, при этом пружина обратного хода 36 возвращает через трос 37 в исходное положение барабан с полумуфтой 33, после чего разрешается в очередной раз привести в действие рычаг 20 с грузами из того положения, в каком он был зафиксирован тормозной системой.

Если требуется придать рычагу 20 другое положение, в отличие от того, какое было зафиксировано в момент торможения, то необходимо выполнить несколько коротких рывковых движений рукой, воздействующей на рукоятку 41, пока рычаг 20 примет желаемое исходное положение. Исходное положение рычага 20 является фактором, задающим тот или иной режим изменения сопротивления, создаваемого устройством. Величина, определяющая момент силового воздействия, является произведением величины проекции на ось Х плеча силы грузов на массу грузов.

Принцип использования данного устройства при выполнении метания диска, толкания ядра, бросковых движений в ручном мяче, ударных движений в боксе и т. д. такой же, как и при метании копья. Во всех этих случаях применения устройства трос 40 и уравнительный блок 39 выступают в роли полиспаста, который обеспечивает меньшее вращение рычага 20 при значительно большем перемещении кисти руки спортсмена во время выполнения упражнения, т. е. это необходимо для соизмерения требуемого поворота рычага 20 и заданного участка перемещения кисти спортсмена. Трос 40, уравнительный блок 42 и трос 43 выступают в роли другого полиспаста, но, в отличие от указанного выше, он решает обратную задачу, т. к. перемещение туловища спортсмена при выполнении упражнения существенно меньше, чем перемещение руки, а сила, прикладываемая к туловищу и соответственно к ногам спортсмена, должна быть значительно больше, чем сила воздействия на кисть руки. Это необходимо для повышения эффективности тренировочного процесса.

Особенностью заявляемого устройства является то, что оба полиспаста образуют единую трособлочную систему, что существенно расширяет возможности устройства в части взаимодействия рук, ног и туловища и особенно в отработке их координации при выполнении упражнения.

Ниже приводится описание вариантов реализации предлагаемого устройства для тренировки спортсменов. Для осуществления тренировок спортсменов в видах спорта, связанных с использованием рук (бокс, плавание), в данном устройстве конец второго троса, связанный с рукояткой, закреплен на середине четвертого дополнительного троса, при этом на каждом свободном конце последнего предусмотрены отдельные ремни, закрепляемые на кистях рук спортсмена. Длина дополнительного четвертого троса выбрана такой, чтобы она была достаточна для спортсменов с любым размахом рук.

Для определения количественных силовых характеристик, возникающих при проведении тренировок, в заявляемом устройстве второй конец второго троса прикреплен к стойке, установленной на каркасе ближе к механизму прямого и обратного хода, через дополнительно введенный датчик силы, электрически связанный с регистрирующим устройством. В принципе при этом получают интегральную характеристику силы в процессе движения рук и туловища, но методом суперпозиции можно определить отдельные составляющие сил.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные возможности и повысить эффективность тренировки спортсменов. Это подтверждается следующими доводами.

Принципиальное отличие действия заявляемого устройства заключается в том, что оно оказывает дифференцированное нагружение мышц руки (рук) и ног при выполнении метательных и ударных движений. Такой эффект движений достигается тем, что нагрузочный узел устройства действует через систему полиспастов двумя тягами: одна нагружает руку (руки), другая - ноги. Следовательно, появляется возможность развивать отдельно мышцы рук и ног.

При одновременном действии рук и ног можно отрабатывать взаимную координацию их движений при различных режимах нагружения и ослабления нагрузок. Это, естественно, сказывается на эффективности тренировок спортсменов.

Возможность регистрировать, а в последующем и анализировать силовые характеристики позволяет прослеживать и корректировать тренировочный процесс в динамике, способствуя тем самым повышению мастерства спортсмена.