DE202007015711U1

DE202007015711U1 - Trainingsvorrichtung der Explosionskraft des Muskels und der Nervenempfindlichkeit zugleich

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Publication number: DE202007015711U1
Application number: DE202007015711U
Authority: DE
Original assignee: Yeh Don Lon
Current assignee: Sin Lin Technology Co Ltd Tw
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2017-11-09

Abstract

Eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining besteht aus einem Motor, einer Leistungsabgabevorrichtung, einer Steuereinheit. Davon:
An dem Motor wird ein Sensor angebracht, der den Umdrehungswinkel und die Geschwindigkeit des Motors messen kann und elektrisch mit der Steuereinheit verbunden ist.
Die Leistungsabgabevorrichtung wird am Ende der Leistugsabgabe des Motors angebracht. Durch diese Vorrichtung kann die vom Benutzer ausgeübte Kraft auf den Motor übertragen und auch das vom Motor erzeugte Drehmoment auf den Benutzer transferieren.
Die Steuereinheit ist mit dem Sensor verbunden. Sie kann den Zustand des Motors anhand der eingegangenen Signale erkennen und steuert den Motor dann so an, dass der Motor ein Drehmoment erzeugt, das die vom Benutzer ausgeübte Kraft widersteht.
Die Steuereinheit kann den Motor ansteuern, ein vom Benutzer eingestelltes Drehmoment zu erzeugen, so dass der Benutzer den Muskel trainieren kann. Oder der Motor wird angesteuert, dass er ein periodisch verändertes Drehmoment erzeugt, so dass der Benutzer...

Description

Technisches Gebiet
Das Gebrauchmuster betrifft eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining. In anderem Wort geht es um eine Vorrichtung, die mittels eines Motors, der Widerkraft erzeugt, in Verbindung mit einer Steuereinheit den Muskel und die Nervempfindsamkeit effektiv trainiert.
Der Stand der Technik
Die Leistung der Athleten kommt aus der Technik und Körperkraft, die auch die Explosivkraft enthält. Die Explosivkraft beeinflußt nicht nur die Leistung des Athleten, sondern auch das Reaktionsvermögen der Menschen im Alltag. Wer stärkere Explosivkraft hat, kann im Notfall viel schneller reagieren. Außerdem ist heutzutage das körperliche Training ein heißes Thema. Wie man richtig trainiert, um die Körperkraft zu stärken, wird lebhaft diskutiert.
Die Athleten müssen die stärkste Kraft in einer kurzesten Zeit erbringen, um beim Wettkampf gewinnen zu können. Die Explosivkraft spielt dabei eine entscheidende Rolle. Im Alltag bei der Notsituation ist die Explosivkraft eines Menschen auch nicht weniger wichtig, um die Gefahr zu entgehen.
In der Wirklichkeit ist die Explosivkraft das Vektorprodukt von Muskelkraft und der Schnelligkeit der Muskelbewegung. Daher weiß man, dass die wichtigsten Faktoren die Muskelkraft und der Schnelligkeit der Muskelbewegung sind. Um die Muskelkraft zu stärken, muß die Anzahl der Muskelfasern vermehren lassen und die Faser dicker wachsen lassen. Um die Schnelligkeit der Muskelbewegung zu erhöhen, muß die Empfindsamkeit der Nerven trainiert werden, damit die Nerven die Muskeln effektiver und schneller ansteuern kann.
Die herkömmliche Trainingsvorrichtung der Muskelkraft benutzt meistens die Eisenblöcke als Gewicht. Wie die 1 zeigt, erfolgt das Muskeltraining durch das dauernd wiederholte Ziehen und Loslassen des Gewichtes. Diese Trainingsvorrichtung benötigt ein kompliziertes Rollersystem, das große Abstellfläche in Anspruch nimmt. Außerdem kann diese Trainingsvorrichtung nur die vorhandenen Muskelfasern stärken, aber nicht ihre Anzahl vermehren lassen. Die Geschwindigkeit der Muskelbewegung wird hier überhaupt nicht trainiert.
Die 2 zeigt eine andere herkömmliche Art des Trainings. Außer den herkömmlichen Eisenblöcken als Gewicht wird hier noch einen Vibrationsgerät zwischen den Eisenblöcken und dem Benutzer eingesetzt. Das Vibrationsgerät wandelt die ursprünglich fixierte Gewichtslast in einer periodisch ändernden wellenartigen Änderung der Gewichtslast, um die Nerven durch die Vibration verstärkt zu reizen, damit die Empfindsamkeit der Nerven erhöht wird. Bei der erhöhten Empfindsamkeit der Nerven können mehr Bewegungseinheiten der Muskel stimuliert werden, so dass die Muskeln in einer Zeiteinheit höchste Kraftstärke erzeugen können. Solche Trainingsvorrichtung benutzt jedoch immer noch die Eisenblöcke als Gewichtslast und bleibt bei einer Art von der Positionsänderung der Gewichtslast. Die Vorrichtung bleibt riesig und dazu kommt noch das Rollersystem, das aus langem Zugseil und den für die Richtungsänderung des Zugseils benötigen Rollern besteht. Das Problem mit der riesigen Dimension und der komplizierten Konstruktion solcher Vorrichtung ist fast unlösbar.
Die Aufgabe der Erfindung
Der Hauptzweck der Erfindung liegt darin, eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining anzubieten. Gleichzeitig können die Mängel der herkömmlichen Trainingsvorrichtung, dass sie die Bewegungsgeschwindigkeit des Muskels nicht trainiert, dass sie kompliziert konstruiert wird und dass sie große Abstellfläche in Anspruch nimmt, beseitigt werden.
Um den Zweck der Erfindung zu erreichen, wird die Erfindung mit einem Motor, einer Leistungsabgabevorrichtung, einer Steuereinheit konstruiert. An dem Motor wird ein Sensor angebracht, der den Umdrehungswinkel und die Geschwindigkeit des Motors messen kann und elektrisch mit der Steuereinheit verbunden ist. Die Leistungsabgabevorrichtung wird am Ende der Leistungsabgabe der Leistungsabgabe des Motors angebracht. Durch dieser Vorrichtung kann die vom Benutzer ausgeübte Kraft auf den Motor übertragen und auch das vom Motor erzeugte Drehmoment auf den Benutzer transferieren. Die Steuereinheit ist mit dem Sensor verbunden. Sie kann den Zustand des Motors anhand der eingegangenen Signale erkennen und steuert den Motor dann so an, dass der Motor ein Drehmoment erzeugt, das die vom Benutzer ausgeübte Kraft widersteht;
Die Erfindung stellt eine Trainingsvorrichtung der Explosivkraft dar, die einerseits den Muskel des Benutzers trainiert und anderseits die Empfindsamkeit der Nerven des Benutzers fördert. Die Erfindung verwirft die Methode, dass die Eisenblöcke als Gewichtslast benutzt werden. Bei der Erfindung werden die Eisenblöcke als Gewicht und der Mechanismus mit exzentrischen Nocken für Stoßeffekt durch einen Motor und eine Steuereinheit ersetzt. Durch die exakte Steuerung des zum Motor zufließenden Stroms und die Position der Motorumdrehung kann der Effekt des Gewichtes mit den Eisenblöcken und der Stoßlast erzeugt werden, mit denen der Muskel und die Empfindsamkeit der Nerven des Benutzers trainiert werden können. Daher können das Training des Muskels und Empfindsamkeit der Nerven gleichzeitig erzielt werden und das weist den Vorteil der Kompaktheit und der Raumsparsamkeit auf. Die Erfindung beweist sich als praktisch und fortschrittlich. Es ist wert, die Erfindung der breiten Bevölkerung zu empfehlen und auf dem Markt zu vertreiben.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Bei dieser Erfindung geht es um eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining. Die 3 & 4 zeigen, dass diese Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining aus einem Hauptteil (1), einem Motor (10), einer Leistungsabgabevorrichtung (20) und einer Steuereinheit (30) besteht:
An einer geeigneten Stelle des Motors (10) wird ein Sensor (11) angebracht, der den Drehwinkel und -zahl des Motors (10) überwacht und mißt. Der Sensor (11) wird elektrisch mit der Steuereinheit (30) verbunden.
Die Leistungsabgabevorrichtung (20) ist eine Vorrichtung der Leistungsabgabe des Motors (10). Die Leistungsabgabe-vorrichtung (20) besteht aus einem Getriebe (21) und einem Spannkraftsrollgerät (22). Das Getriebe (21) enthält ein Rad (211) am Motor (10) und ein anderem Rad (212) am Ende der Leistungsabgabe. Die beiden Räder dienen zur Reduzierung der Motorgeschwindigkeit. Das Rad (211) am Motor (10) und das andere Rad (212) am Ende der Leistungsabgabe werden mit einem Antriebsriemen (213) verbunden, durch den die vom Motor (10) abgegebene Leistung, die hohe Drehzahl und schwaches Antriebdrehmoment aufweist, in stärkerem Antriebdrehmoment mit niedriger Drehzahl umwandelt.
Der Entwurf eines bürstlosen Gleichstrommotors mit permanenten Magnet basiert meistens auf die folgenden Anforderungen:
Maximale Leistung Watt bzw. Pferdstärke
Maximales Drehmoment
Maximale Massenkraft
Maximale Drehzahl
Der Parameter, der die Leistung und Massenkraft des Motors beeinflußt, ist der Außendurchmesser des Motors. Der Parameter, der die Drehzahl des Motors beeinflußt, ist die Anzahl der magnetischen Pole. Der Parameter, der das Drehmo ment des Motors beeinflußt, ist die akkumulierte Dicke der beschichteten Core Blätter.
Nachdem die Parameter für den Entwurf des Motors festgelegt worden sind, sind die maximale Drehzahl (Nmax) und der Konstante des Drehmoments Kt des Motors je ein Fixwert. Kt = C·VD/Nmax

VD:: Die eingehende Spannung des Motors (V)
Nmax:: Die maximale Drehzahl (rpm)
C:: Konstant = 9,55
Kt: = Konstant des Drehmoments des Motors (N – M)/A

Tm = A·Kt

Tm: = Abgegebenes Drehmoment des Motors (Moment) (N – M)
A:: Der eingegende Strom des Motors (Strom) (Ampere)

Wenn die eingehende Spannung des Motors gleich ist, dann ist der Kt beim Motor mit hoher Drehzahl klein und beim Motor mit niedriger Drehzahl groß. Daher braucht der Motor mit höherer Drehzahl mehr Strom als der Motor mit niedriger Drehzahl, wenn die beiden Motoren gleiches Drehmoment abgeben sollen.
Gemäß den obengenannten Gleichungen erfährt man, dass das vom Motor (10) erzeugten Drehmoment in positivem Verhältnis zum eingegebenden Strom für den Motor (10) steht. Man braucht nur den eingehenden Strom für den Motor (10) vom Bedienungspult (32) der Steuereinheit (30) zu steuern, dann kann das vom Motor (10) erzeugte Drehmoment schon über das Steuergerät (31) gesteuert werden
Anhand der 5 und 6 kann die Arbeitstheorie der Erfindung ausführlicher erklärt werden:
Die 5 zeigt das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Motors (10) und der von Außen einwirkenden Kraft. Das Drehmoment wird auf Ordinate und die Zeit wird auf Abszisse eingetragen. Es wird angenommen, dass
der Radius des Spannkraftrollers r3 ist;
das Geschwindigkeitsverhältnis des Gebriebes r2/r1 ist; wobei
r1: Der Radius des Rades am Ende des Motors;
r2: Der Radius des Rades am Ende der Leistungsabgabe;
F: Vom Benutzer eingewirkte Zugkraft;
Tr: Das vom Spannkraftsroller erzeugte Drehmoment durch die vom Benutzer eingewirkte Zugkraft; Tr = F·r3;Fr: Die Kraft, die das Drehmoment Tr auf dem Rad an Ende der Leistungsabgabe belastet; Fr = Tr/r2 = (F·r3)/r2;Fr wird über das Getriebe auf dem Motor üebertragen. Der Motor muß das Gegendrehmoment Tm erzeugen; Tm = Fr·r1 = (F·r3·r1)/r2;Tm ist der vom Benutzer eingestellten oberen Grenzwert des vom Motor erzeugten Gegendrehmoments;
Anfangs bevor der Benutzer die Kraft ausübt, hat das Steuergerät (31) gemäß des Signals des Sensors (11) keine Drehung des Motors (10) detektiert. Daher läßt das Steuergerät (31) auch keinen Strom an den Motor (10) zufließen. Der Motor beleibt still stehen;
Fängt die Außenkraft an, die kleiner als Tm ist, einzuwirken, detektiert das Steuergerät (31) durch den Sensor (11) die Drehung des Motors (10). Das Steuergerät (31) gibt nun Strom an den Motor (10), der dann eine Gegenkraft in Gegenrichtung der Außenkraft erzeugt. Der Motor (10) erzeugt eine Gegendrehmoment, um die Außenkraft zu widerstehen. Das Steuergerät (31) steuert die Stärke des an dem Motor (10) gegebenen Stroms, so dass der Motor (10) die sich noch vor der einwirkenden Außenkraft befindene Position beibehält. Also das Gegendrehmoment ist gleich stark wie die Außenkraft.
Wenn das von der Außenkraft erzeugte Drehmoment gleich stark wie Tm ist, kann der Motor (10) nicht zum Drehen gebracht werden, auch wenn der Benutzer zieht. Es bleibt im Stillstand wie bei der Tauziehung;
Wenn die Kraft des Benutzers größer als Tm ist, erzeugt der Motor (10) wegen der Steuerung des Steuergerätes (31) auch nur das Gegendrehmoment Tm, sodass der Motor (10) langsam durch die Außenkraft zum Drehen in Gegenrichtung gebracht wird. In diesem Moment werden das Zugseil (221) und der Zuggriff (222) in die Richtung herausgezogen, die sich vom Spannkraftsrollgerät entfernt. Durch den Sensor (11) am Motor (10) kann das Steuergerät (31) den detektierten Drehwinkel des Motors (10) feststellen, den der Motor durch die Außenkraft gedreht hat.
Wenn die Kraft des Benutzers kleiner als Tm ist, erzeugt der Motor (10) wegen der Steuerung des Steuergerätes (31) immer noch das Drehmoment Tm. Also das vom Motor (10) erzeugte Drehmoment ist größer als die Außenkraft. In diesem Moment dreht der Motor (10) in gleicher Richtung wie das Drehmoment des Motors und zieht das Zugseil (221) und den Zuggriff (222) wieder in die Ausgangsposition zurück;
Oben wird beschrieben, dass der Motor (10) wegen der Steuerung des Steuergerätes (31) nur einen Fixwert Tm vom Drehmoment erzeugt. Dieser Fixwert wird jedoch vom Benutzer über das Benienungspult (32) eingestellt. Das ist das erste Benutzungsmodell der Erfindung: Das Muskelrainingsmodell beim eingestellten Drehmoment (die Zugkraft). Dieses Modell entspricht dem Muskeltrainingsgerät mit den Gewichtsblöcken.
Nun das zweite Benutzungsmodell der Erfindung: Das Modell der Explosivkraft des Muskels durch flexibles Drehmoment (die Zugkraft). Zu den vom Motor (10) unter der Steuerung des Steuergeräts (31) erzeugten Fixwert Tm wird ein periodisches sinusförmiges Drehmoment hinzugefügt:
t: periodische Zeiteinheit in Sekunde
f = 1/t Wellenförmige Frequenz des Momentes (Einheit:Hz)
ΔT: Die Änderung des Momentes
Wenn t = 0 ist, dann ist das vom Motor erzeugte Drehmoment Tm gleich die Stärke der Benutzerkraft. Es bleibt still und unverändert.
Wenn t zwischen 0 und t/2 ist, dann ist das vom Motor erzeugte Moment größer als die Außenkraft. Es erreicht das Maximum Tm + ΔT, wenn t = t/4 ist. In diesem Moment zieht der Motor das Zugseil zurück.
Wenn t = t/2 ist, dann ist das vom Motor erzeugte Drehmoment Tm gleich die Stärke der Benutzerkraft. Es bleibt wieder im Stillstand.
Wenn t zwischen t/2 und t ist, dann ist das vom Motor erzeugte Moment kleiner als die Außenkraft. Es erreicht das Minimum Tm – ΔT, wenn t = 3t/4 ist. In diesem Moment zieht die Außenkraft den Motor und das Zugseil wird herausgezogen.
Durch die angemessen eingestellte Frequenz f und ΔT kann das periodische Drehmoment geändert werden. Diese Änderung ist für den Benutzer einen reizenden Stoß, wodurch nicht nur der Muskel, sondern auch die Nerven des Benutzers trai niert wird. Der Muskel wird stärker und die Nerven empfindsamer.
Was die 7 zeigt, ist die zweite Ausführung der Erfindung, die auch das dritte Benutzungsmodell der Erfindung zeigt: Trainingsmodell mit flexiblem Drehmoment durch Fußtreten oder Handpadeln. Beim zweiten Modell geht es um eine Trainingsweise mit dem Zugseil (221) und Zuggriff für den Benutzer. In dieser Ausführung wird das Spannkraftsrollgerät (22) in einen Drehstab (223) umgestaltet, der vom Benutzer mit den Füßen getreten oder mit den Händen gepadelt werden kann. Der Drehstab (223) kann das Getriebe (21) durch die dauernden Treten in drehender Weise antreiben. Die Leistung des Motordrehmomentes kann mit Fixwert oder in flexibler Weise die Benutzerkraft ausgleichen. Wenn die Benzterkraft größer als das Drehmoment des Motors ist, wird der Motor (10) dauernd durch die Benutzerkraft zum Drehen in Gegenrichtung gebracht. Wenn die Benutzerkraft kleiner als das Drehmoment des Motors ist oder wenn der Benutzer keine Kraft aufübt, verschwindet das vom Motor (10) erzeugte Drehmoment auch. In diesem Fall bleibt der Drehstab (223), der von Füßen getreten oder von Händen gepadelt wird, auf der sich befindenen Position.
Was die 8 zeigt, ist die dritte Ausführung der Erfindung und zugleich auch das vierte Benutzungsmodell: Laufmaschine zum Figurtraining. In dieser Ausführung wird das Spannkraftsrollgerät (22) durch eine Drehachse (231) ersetzt, die dann mit dem Rad (212) am Ende der Leistungsabgabe verbunden ist. Die Drehachse (231) und die Drehachse (233) werden durch die Kette (232) zusammen verbunden. Unter der Kette (232) wird ein Laufbrett (234) angebracht. Der Benutzer muß die Kette (232) mit dem Muskel der Beinen antreiben, so dass die Kette (232) die Drehachse (231) und die Drehachse (233) zum Drehen mitzieht. Die Kette (232) übt eine Kraft auf den Motor (10) durch die Beinmuskelkraft aus, sodass der Effekt des Trainings erfolgen kann. Die 9 zeigt, dass das Figurtrainingsmodell der Laufmaschine gleichzeitig auch das Training des Muskels bewirkt.
Was oben beschrieben wird, stellt lediglich eine bessere Ausführung der Erfindung dar. Es wird nicht beabsichtigt, die Erfindung auf irgendeine bestimmte Art und Weise sowie Modelle einzuschränken. Daher sollen alle Modifikationen oder Variationen, die aus den gleichen Ideen und dem gleichen Geist dieser Erfindung gemacht werden, auch in den Schutzansprüchen eingeschlossen werden, für die diese Erfindung anmeldet.
Zusammenfassend entspricht diese Erfindung, Die Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining, in Hinsicht des Konstruktionsentwurfes, der Gangbarkeit der Anwendung und der Kosteneffektivität völlig der Entwicklungsnotwendigkeit der Industrie. Desweiteres ist die vorliegende Konstruktion eine innovative Konstruktion, die bisher noch nicht vorhanden ist. Es ist zweifellos eine "Neuheit". Diese Erfindung weist eine Steigerung der Effektivität vor und ist sie ein "Fortschritt". Sie entspricht allen geregelten Anforderungen des Patentrechtes unseres Landes, nach denen Patent angemeldet wird. Hiermit wird das Patent gemäß dem Patentrecht angemeldet und bitten, dass das Patentamt es so bald wie möglich überprüft und genemigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 und 2: Die Darstellung der herkömmlichen Konstruktion.
3: Eine einfache Darstellung der Erfindung
4: Die Darstellung der Konstruktion der Erfindung.
5: Die Darstellung der Koordinate der Zeit und des Drehmoments der Erfindung
6: Die Darstellung des Motordrehmomentes und der Außenkraft mit dem Getriebe der Erfindung.
7: Die Darstellung der Konstruktion der zweiten Ausführung der Erfindung.
8: Die Darstellung der Konstruktion der dritten Ausführung der Erfindung.
9: Die Darstellung der Benutzung der dritten Ausführung der Erfindung.

Claims

Eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining besteht aus einem Motor, einer Leistungsabgabevorrichtung, einer Steuereinheit. Davon: An dem Motor wird ein Sensor angebracht, der den Umdrehungswinkel und die Geschwindigkeit des Motors messen kann und elektrisch mit der Steuereinheit verbunden ist. Die Leistungsabgabevorrichtung wird am Ende der Leistugsabgabe des Motors angebracht. Durch diese Vorrichtung kann die vom Benutzer ausgeübte Kraft auf den Motor übertragen und auch das vom Motor erzeugte Drehmoment auf den Benutzer transferieren. Die Steuereinheit ist mit dem Sensor verbunden. Sie kann den Zustand des Motors anhand der eingegangenen Signale erkennen und steuert den Motor dann so an, dass der Motor ein Drehmoment erzeugt, das die vom Benutzer ausgeübte Kraft widersteht. Die Steuereinheit kann den Motor ansteuern, ein vom Benutzer eingestelltes Drehmoment zu erzeugen, so dass der Benutzer den Muskel trainieren kann. Oder der Motor wird angesteuert, dass er ein periodisch verändertes Drehmoment erzeugt, so dass der Benutzer außer dem primären Muskeltraining auch gleichzeitig den Trainingseffekt erreichen kann, dass die verändernde Stoßkraft seine Explosivkraft verstärkt.
Eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining nach dem Anspruch 1 oder insbesonders danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz und die Amplitude des vom Motor abgegebenen Drehmomentes jeweils einzeln einstellbar sind.
Eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining nach dem Anspruch 1 oder insbesonders danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungabgabevorrichtung ein Getriebe und ein Spannkraftsrollgerät enthält. Am Spannkraftsrollgerät wird Zugseil mit Zugsgriff angebracht. Durch den Zug wird Kraft auf den Motor ausgeübt.
Eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining nach dem Anspruch 1 oder insbesonders danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungabgabevorrichtung ein Getriebe und einen Drehstab enthält. Der Benutzer kann den Drehstab mit den Füßen und Händen zum dauernden Drehen bringen. Durch das Drehen des Drehstabes wird das Getriebe angetrieben und somit übt der Benutzer Kraft auf den Motor.
Eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining nach dem Anspruch 1 oder insbesonders danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungabgabevorrichtung ein Getriebe und eine Drehachse und eine Kette enthält. Die Kette bietet dem Benutzer die Möglichkeit an, seine Kraft durch Laufen über die Drehachse auf den Motor auszuüben.
Eine Vibrationsvorrichtung für Muskeltraining nach dem Anspruch 1 oder insbesonders danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ein Bedienungspult enthält, über das der Benutzer Befehle eingeben kann.