селектор нагрузки для механизма тренировки мышц

Формула изобретения

1. Селектор нагрузки для механизма тренировки мышц, содержащий ключ, прямолинейно-направляющий механизм, включающий станину, направляющий элемент в виде двух стержней и составной груз в виде стопки пластинчатых грузов и кинематически связанную с элементом для создания нагрузки на мышцы пользователя тягу, которая установлена в отверстиях пластинчатых грузов и имеет участки с уменьшенным поперечным сечением для соединения через пластинчатые грузы с ключом, имеющим паз, форма которого соответствует форме уменьшенного поперечного сечения тяги, при этом груз имеет возможность взаимодействия со стержнями через втулки, отличающийся тем, что одна из втулок выполнена в виде ползуна и образует с грузом поступательную пару с призматической направляющей, которая имеет вид паза, закрытого крышкой, причем ползун имеет возможность перемещения в направлении линии, соединяющей центры поперечных сечений стержней.

2. Селектор нагрузки по п. 1, отличающийся тем, что с обеих сторон ползуна в пазу установлены прокладки.

3. Селектор нагрузки по п. 1, отличающийся тем, что вторая втулка выполнена увеличенной в направлении вдоль стержня и расположена в отверстиях остальных грузов.

4. Селектор нагрузки по п. 1, отличающийся тем, что крышка выполнена несимметричной относительно точки крепления груза к гибкому телу.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к механизмам, которые предназначены для тренировки мышц, более точно, к устройствам селекции (выбора) или настройки силы сопротивления перемещению путем изменения веса. Такие устройства селекции создают нагрузку на мышцы в составе механизмов для их тренировки. Эти механизмы в дальнейшем называются тренажерами.

Уровень техники.

Многочисленные упражнения для физического развития и восстановления человека используют силу веса с целью компенсации силы пользователя. В настоящее время традиционные грузы в виде гирь, гантель и т.д. в значительной мере заменены более сложными механизмами для тренировки мышц - тренажерами. Такие механизмы состоят из станины или некоторой рамной конструкции, на которой имеется место пользователя и элементы для создания силовой нагрузки на его мышцы. Эти элементы могут быть выполнены как стержни для рук, упоры для рук или ног, рычаги в виде весел и т.д. Место для пользователя также может иметь различные модификации, например, сиденье, лежанка и т.д. Силовая нагрузка обеспечивается подъемом груза, вес которого определяется набором некоторого числа составляющих грузов. Они могут иметь вид пластин, дисков, кирпичей, которые способны перемещаться в соответствии с заданным упражнением. Силовая и кинематическая связь между элементом, создающим нагрузку для пользователя, и грузом реализуется с помощью гибкого звена (гибкого тела), которым могут быть веревка, трос, ремень, цепь и т.д., или через твердые звенья, например. систему рычагов [1].

Наиболее близким является селектор нагрузки для тренажера, в котором используется вес [2] . Это устройство содержит грузовые пластины для подъемного механизма. Пластины расположены на станине друг над другом в виде стопки. Каждая пластина имеет сквозные вертикальные отверстия. Эти отверстия образуют каналы, в которых располагаются:

1. тяга для связи грузовых пластин между собой и с гибким телом, поднимающим весь груз во время работы тренажера;

2. направляющие стержни, которые определяют траекторию перемещения набора грузовых пластин.

Направляющие стержни и пластины образуют поступательную пару прямолинейно-направляющего механизма. Используется сдвоенная направляющая, которая содержит два стержня.

Пластины, тяга и ключи составляют функциональную и конструктивную основу селектора груза, позволяющего выбирать нагрузку на мышцы пользователя.

Тяга выполнена в виде стержня, нагруженного продольной силой, и состоит из участков, имеющих переменное поперечное сечение. Участки с уменьшенной площадью поперечного сечения находятся в соответствии с положением грузовых пластин в стопке.

Ключ предназначен для соединения грузовой пластины с тягой и имеет паз, форма которого соответствует очертаниям уменьшенного сечения тяги. Все пластины, находящиеся выше ключа, составляют набор грузовых пластин, участвуют в движении и нагружают пользователя. Нагрузка на мышцы пользователя меняется в соответствии с числом грузовых пластин в наборе, т.е. нагрузка зависит от количества пластин, которые расположены над последней скрепленной с тягой пластиной.

Груз взаимодействует с направляющими стержнями через набор втулок.

Данное устройство принято за прототип.

Недостатком данного устройства является возможность заклинивания грузов из-за того, что расстояние между стержнями может изменяться в пределах погрешностей изготовления и сборки. Это приводит к необходимости соблюдения расстояния между направляющими с повышенной точностью, что усложняет изготовление устройства.

Задачей данного изобретения является упрощение изготовления устройства.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в изобретении, содержащем ключ, прямолинейно-направляющий механизм, включающий станину, направляющий элемент в виде двух стержней и составной груз в виде стопки пластинчатых грузов и кинематически связанную с элементом для создания нагрузки на мышцы пользователя тягу, которая установлена в отверстиях пластинчатых грузов и имеет участки с уменьшенным поперечным сечением для соединения через пластинчатые грузы с ключом, имеющим паз, форма которого соответствует форме уменьшенного поперечного сечения тяги, при этом груз имеет возможность взаимодействия со стержнями через втулки, достигается тем, что одна из втулок выполнена в виде ползуна и образует с грузом поступательную пару с призматической направляющей, которая имеет вид паза закрытого крышкой, причем ползун имеет возможность перемещения в направлении линии, соединяющей центры поперечных сечений стержней.

С обеих сторон ползуна в пазу установлены прокладки.

Вторая втулка выполнена увеличенной в направлении вдоль стержня и расположена в отверстиях остальных грузов.

Крышка выполнена несимметричной относительно точки крепления груза к гибкому телу.

Устройство поясняется чертежами:

фиг.1 изображает общий вид механизма для тренировки мышц;

фиг.2 изображает разрез по II-II фиг.1 в увеличенном масштабе;

фиг.3 изображает разрез по Ill-Ill фиг.2 в увеличенном масштабе;

фиг.4 изображает разрез no IV-IV фиг.2 в увеличенном масштабе.

На фиг.1-4 представлен лучший вариант осуществления изобретения.

Селектор нагрузки для тренировки мышц 1 (фиг.1) входит в состав тренажера. Этот тренажер состоит из станины 2, на которой закреплено сиденье 3 для пользователя. Стержень 4 предназначен для рук пользователя. С помощью гибкого тела, ремня 5 стержень 4 соединен с набором грузов, который состоит из каретки 6 и пластинчатых грузов 7. Каретка 6 и грузы 7 расположены в виде вертикальной стопки.

На каретке 6 закреплены тяги 11 (фиг.2, 3), которые расположены в отверстиях 12 пластин 7. Ремень 5 соединен с кареткой 6 через штырь 13. Участки с уменьшенной площадью поперечного сечения образованы на тягах 11 в виде канавок 14. Эти канавки выполнены в соответствии с положением грузов 7. Более точно, канавки 14 находятся в зазорах 15 между пластинчатыми грузами 7. Ключ 16 имеет паз 17, который по форме соответствует канавкам 14. При взаимодействии паза 17 с канавками 14 ключ 16 скрепляется с тягой 11. Все находящиеся выше ключа 16 грузы 7 также соединяются с тягой 11. Направляющие выступы 18 и лунки 19 обеспечивают правильность взаимного положения ключа 16 и тяги 11. Выступы 18 закреплены на одном из смежных грузов 7. Лунки 19 выполнены на каретке 6 и грузах 7.

Каретка 6 взаимодействует с одним из стержней 8 через продольную направляющую втулку 21, которая расположена в отверстиях 23 грузов 7 (фиг.4).

Закладные элементы 24 выполнены из антифрикционного материала, например из графита или фторопласта, и закреплены в направляющей втулке 21 с помощью резьбовых втулок 25.

Каретка 6 взаимодействует со вторым стержнем 8 через подвижный ползун 31, который также выполнен из антифрикционного материала. Ползун 31 и каретка 6 образую поступательную пару с призматической направляющей, которая имеет вид выполненного в каретке 6 паза 32. Ползун 31 расположен между прокладками 33, которые также находятся в пазу 32. Крышка 34 закрывает паз 32 и закреплена на каретке 6 болтами 35. Конфигурация и расположение крышки 34 выполнены несимметричными относительно точки подвеса каретки 6, которой является центр поперечного сечения штыря 13. Это компенсирует момент от веса втулки 21 и позволяет обеспечить совпадение центра масс всего груза, состоящего из каретки 6 и пластинчатых грузов 7, с точкой подвеса. Поступательное перемещение ползуна возможно вдоль горизонтальной оси X, которая проходит через центры А и В поперечных сечений стержней 8 (фиг.2). Для этого предусмотрены специальные зазоры L. Возможность перемещения ползуна 31 вдоль двух других осей Y и Z отсутствует.

В пластинчатых грузах 7 установлены фиксаторы 41 (фиг.4), которые своими опорными поверхностями касаются друг друга и определяют горизонтальное положение грузов 7 в вертикальной стопке.

Для более надежной взаимной фиксации грузов 7, а также для их фиксации относительно станины 2 и каретки 6, фиксатор 41 имеет соответствующие по форме и соосные друг другу выступ 42 и отверстие 43 (фиг.4). Выступ и отверстие имеются также на каретке 6 и на станине 2.

Устройством пользуются следующим образом.

Во время тренировки стержень 4 (фиг.1) совершает возвратно-поступательное движение. При этом на стержень 4 со стороны ремня 5 постоянно действует сила F, которая нагружает мышцы пользователя. Сила F в основном определяется суммарным весом каретки 6 и грузов 7. Ремень 5 передает движение стержня 4 каретке 6. В итоге каретка 6 одна или с набором грузов 7 совершает возвратно-поступательное движение вдоль сдвоенной направляющей, состоящей из стержней 8.

Селекция (выбор) нагрузки на мышцы пользователя осуществляется следующим образом. При вынутых ключах 16 нагрузка на мышцы пользователя, сила F (фиг. 1, 2) в основном равна весу каретки 6 вместе с закрепленными на ней элементами. Для увеличения нагрузки ключ 16 вставляют в зазор 151 (фиг.4). Ключ 16 соединяется с тягой 11, и при подъеме каретки 6 тяга 11 поднимает дополнительно груз 71. Нагрузка на мышцы пользователя растет. Когда ключ 16 вставлен в зазор 152, как показано на фиг.4, с кареткой 6 соединены два груза 7, и нагрузка увеличивается еще больше.

Максимальная нагрузка будет в том случае, когда ключ 16 находится в зазоре 153. В такой ситуации с кареткой 6 соединяются все грузы 7, и нагрузка на мышцы пользователя будет наибольшей.

При подъеме каретки 6 ее траектория обеспечивается взаимодействием втулки 21 с направляющим стержнем 8. Втулка 21 и тержень 8 образуют кинематическую пару второго рода, т.е. возможно взаимное вращение этих элементов. Ползун 31, взаимодействуя со стержнем 8 и с поверхностями 36 паза 32, препятствует этому вращению. Перемещение ползуна 31 вдоль оси Х компенсирует возможное изменение расстояния Н между стержнями 8.

Источники информации

1. Патент США 5306211, А 63 В 21/062, 1994 г.

2. Европейский патент 0893143 А2, А 63 В 21/062, 1997 г.