EA010136B1 - Устройство для тренировки мышц - Google Patents

Abstract

Предложено устройство для тренировки мышц, содержащее последовательно соединенные посредством шаровых шарниров три жестких звена, крайние из которых снабжены средством для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, средство для задания нагрузки, выполненное на каждом шаровом шарнире и снабженное средством обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения, включающим фрикционный элемент, и удерживающее кольцо, и средство фиксации заданной нагрузки, выполненное составным и включающее контргайку, установленную на каждом резьбовом участке центрального звена, и по меньшей мере один элемент фиксации радиального положения, свободно связанный с контргайкой, по меньшей мере, со стороны ее внутреннего диаметра и установленный с возможностью перемещения в направлении продольной оси центрального звена, при этом центральное звено на каждом резьбовом участке снабжено соответствующей осевой направляющей выемкой для перемещения элемента фиксации радиального положения, а на торце каждого удерживающего кольца, взаимодействующем с центральным звеном, предусмотрены по меньшей мере два фиксирующих гнезда, выполненных с возможностью вхождения в зацепление с элементом фиксации радиального положения.

Description

Заявляемое устройство относится к области спорта, а именно к техническим средствам для тренировки различных групп мышц, а также для развития силы, силовой выносливости и других двигательных качеств, в частности, за счет преодоления сил трения. Устройство может быть также использовано в реабилитационной медицине для восстановления двигательной способности, утраченной в результате травм или вследствие различных заболеваний.

Одним из направлений разработки и использования современных технологий в области массовой физической культуры и спорта является разработка новых устройств для тренировки различных групп мышц, которые имели бы небольшие габариты и массу, что обеспечивало бы их высокую мобильность и возможность использования, как отдельно, так и в составе стационарных тренировочных комплексов. Такие характеристики устройств для тренировки мышц обеспечивают возможность выполнения комплекса упражнений практически для любого человека, в том числе и с ограниченными двигательными возможностями в любом месте в любое удобное время.

Для тренировки силы, силовой выносливости, техники движений и т.д. используют устройства различных типов для тренировки мышц: с движущейся кареткой, с преодолением грузов (в т.ч. блочные), с преодолением веса собственного тела, электро-, магнито- и вибростимуляторы, фрикционные устройства и т.д.

В частности, известно устройство для тренировки мышц, содержащее последовательно и шарнирно соединенные три жестких звена, средства для создания нагрузки и средства для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, в котором шарниры выполнены шаровыми, а средства для создания нагрузки выполнены на каждом шаровом шарнире [1]. Однако описанное устройство, несмотря на то, что предназначено для тренировки большой группы мышц при достаточно высокой эффективности тренировки, все же не обеспечивает возможность изменения величины нагрузки в широком диапазоне значений и предполагает, таким образом, возможность дальнейшего расширения групп мышц, а также повышения эффективности тренировки и комфортности использования.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому является предложенное автором ранее устройство для тренировки мышц, на которое получен евразийский патент [2]. Устройство для тренировки мышц содержит последовательно соединенные посредством шаровых шарниров три жестких звена, выполненное в каждом шаровом шарнире средство для создания нагрузки, снабженное средством обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения, а также средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена. Устройство также предполагало наличие простейшего средства фиксации нагрузки, выполненное в виде контргайки. Практика использования такого устройства подтвердила его высокую эффективность в отношении достижения технических результатов, среди которых были указаны расширение диапазона значений устанавливаемой нагрузки, расширение групп тренируемых мышц, расширение набора упражнений, выполняемых с помощью устройства, расширение спектра возможных областей применения, включая, например, реабилитационную медицину, повышение эффективности тренировки, возможность простой адаптации и/или индивидуализации в отношении сферы применения и/или программы тренировки, и/или отдельного тренирующегося.

В то же время при использовании устройства для тренировки мышц описанной выше конструкции часто возникает проблема надежной фиксации заданной нагрузки. В результате изменения в процессе тренировки радиального положения звеньев относительно друг друга путем вращения с преодолением сил трения, создаваемых средством обеспечения сил трения, часто постепенно изменялось также и их осевое положение, что либо приводило к снижению нагрузки, либо требовало затрат очень высоких усилий для изменения заданной нагрузки (при «заклинивании контргайки»).

Таким образом, задачей изобретения является создание устройства для тренировки мышц широкого спектра применения, которое обеспечивало бы дополнительно к перечисленным выше преимуществам возможность надежной фиксации тренировочной нагрузки на заданном уровне, а также простоту изменения заданного уровня нагрузки.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством для тренировки мышц, содержащим последовательно соединенные посредством шаровых шарниров три жестких звена, крайние из которых снабжены средством для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, средство для задания нагрузки, выполненное на каждом шаровом шарнире и снабженное средством обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения, включающим фрикционный элемент, выполненный в виде цилиндра, и удерживающее кольцо, причем взаимодействующие поверхности центрального звена и удерживающего кольца снабжены резьбовыми участками, и средство фиксации заданной нагрузки. Задача решается за счет того, что средство фиксации заданной нагрузки выполнено составным и включает контргайку, установленную на каждом резьбовом участке центрального звена, и по меньшей мере один элемент фиксации радиального положения, свободно связанный с контргайкой, по меньшей мере, со стороны ее внутреннего диаметра и установленный с возможностью перемещения в направлении продольной оси центрально

- 1 010136 го звена, при этом центральное звено на каждом резьбовом участке снабжено соответствующей осевой направляющей выемкой для перемещения элемента фиксации радиального положения, а на торце каждого удерживающего кольца, взаимодействующем с центральным звеном, предусмотрены по меньшей мере два фиксирующих гнезда, выполненных с возможностью вхождения в зацепление с элементом фиксации радиального положения.

В ряде предпочтительных форм реализации изобретения фиксирующие гнезда расположены на торце удерживающего кольца с равномерным шагом, что обеспечивает возможность более равномерного изменения заданной нагрузки.

Фиксирующие гнезда предпочтительно имеют радиальную форму, что обеспечивает более простое вхождение в зацепление и расцепление с элементом фиксации радиального положения, который, в свою очередь, предпочтительно выполнен в виде П-образной скобы, охватывающей контргайку, причем ширина скобы выбрана в соответствии с размерами фиксирующего гнезда.

Для простоты регулировки уровня нагрузки каждое удерживающее кольцо предпочтительно снабжено указателем направления изменения нагрузки.

Перечисленные выше существенные признаки, характеризующие особенности конструкции заявляемого устройства для тренировки мышц, были выбраны автором из ряда найденных им в ходе более чем двухлетних разработок и экспериментально опробованных технических решений, как обеспечивающие максимально эффективное достижение заявленного технического результата: надежная фиксация заданного уровня нагрузки и возможность легкого ее изменения при незначительном усложнении конструкции устройства.

Ниже преимущества и достоинства заявляемого устройства для тренировки мышц будут описаны более подробно на примере одного из возможных вариантов реализации со ссылками на позиции фигуры, на которой схематично представлен общий вид заявляемого устройства для тренировки мышц в одной из возможных предпочтительных форм реализации.

Схематично изображенное на фигуре устройство для тренировки мышц в одном из возможных вариантов реализации состоит из центрального звена 1 с резьбовыми участками 2 и двух крайних звеньев 3, свободные концы которых выполнены в виде рукояток 4, а концы, смежные с центральным звеном 1 в виде сфер 5. Сферы 5 являются составной частью шаровых шарнирных соединений, в состав которых также входят фрикционные элементы 6 и регулируемые прижимы, выполненные в виде удерживающих колец 7. Удерживающие кольца 7 снабжены с внутренней стороны резьбой (на чертеже не изображена), обеспечивающей регулируемое соединение с центральным звеном 1 устройства. Фрикционные элементы 6 установлены между торцевыми поверхностями центрального звена 1 и сферами 5 шарнира, а между фрикционными элементами 6 и торцевыми поверхностями центрального звена 1 дополнительно установлены шайбы 8.

Для фиксации заданной нагрузки в устройстве предусмотрен ряд элементов, среди которых контргайки 9, элемент фиксации радиального положения, в данной форме реализации выполненный в виде Побразной скобы 10, осевые направляющие выемки 11, предусмотренные на каждом резьбовом участке 2 центрального звена 1, и фиксирующие гнезда 12, выполненные на торцах удерживающих колец 7.

На удерживающих кольцах 7 предусмотрены также указатели 13 направления изменения нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом тренировки путем соответствующего поворота обоих удерживающих колец 7 по отношению к центральному звену 1 устанавливают необходимую величину нагрузки. При этом удерживающие кольца 7 поворачивают на соответствующих резьбовых участках 2 центрального звена 1 в положение заданной нагрузки. При достижении положения заданной нагрузки осуществляют поворот контргайки 9 на соответствующем резьбовом участке 2 центрального звена 1 до контакта контргайки 9 с удерживающим кольцом 7 и вхождения в зацепление П-образной скобы 10 с фиксирующим гнездом 12. При этом при повороте контргайки 9 П-образная скоба 10, которая охватывает контргайку 9 со стороны резьбы, свободно перемещается в направлении продольной оси центрального звена 1 по осевой направляющей выемке 11 до вхождения в зацепление с соответствующим фиксирующим гнездом 12.

Направление изменения нагрузки определяется в соответствии с указателем 13 направления изменения нагрузки. При этом следует отметить, что регулировка нагрузки может быть осуществлена независимо для каждого из шарнирных соединений, а значение нагрузки может быть подобрано, в том числе, опытным путем, в том числе в зависимости от цели тренировки и от группы тренируемых мышц и особенностей функционирования нервно-мышечного аппарата тренирующегося. В зависимости от этих же условий выбирают комплекс выполняемых упражнений.

После установки заданной нагрузки для каждого из звеньев 3 кистями обеих рук осуществляют прочный захват рукояток 4 звеньев 3 в положении, предусмотренном выполняемым упражнением и в соответствии с выполняемым упражнением с усилием осуществляют перемещение рукояток 4 по заданным траекториям с последующим возвратом рукояток 4 в исходное положение. При этом сферы 5 взаимодействуют с соответствующими фрикционными элементами, и возникающее между ними трение создает нагрузку, причем усилие их прижима, определяемое положением удерживающего кольца на соответствующем резьбовом участке 2 центрального звена 1, определяет, в свою очередь, и уровень нагрузки.

- 2 010136

Уровень нагрузки остается неизменным благодаря фиксации радиального положения удерживающего кольца 7 относительно центрального звена 1, благодаря надежности зацепления П-образной скобы 10, перемещаемой в ходе вращения контргайки 9, и соответствующего фиксирующего гнезда 12, а также возможности перемещения П-образной скобы 10 только в направлении продольной оси центрального звена и только по направляющей осевой выемке 11.

При необходимости изменения нагрузки контргайку 9 перемещают по резьбовому участку 2 центрального звена 1 в направлении от соответствующего удерживающего кольца 7. при этом П-образная скоба 10, перемещаясь по осевой направляющей выемке 11, выходит из зацепления с соответствующим фиксирующим гнездом 12. Нагрузку изменяют путем перемещения в соответствующем направлении удерживающего кольца 7 по резьбовому участку 2 центрального звена 1 с последующей фиксацией заданного положения, описанным выше образом.

Как уже было упомянуто автором в патенте-прототипе, использование в заявляемом устройстве для тренировки мышц фрикционного механизма позволяет создать эффективную тренировочную нагрузку, причем фрикционный механизм, поглощая механическую энергию движения тренирующегося, направленную на преодоление сил трения, переводит ее в тепло. Такая особенность обеспечения необходимой нагрузки позволяет заметно снизить вес устройства, повысить его безопасность, поскольку в данном случае нет необходимости рассеивания энергии, запасаемой в традиционных устройствах аналогичного назначения упругим элементом или поднятым грузом. Введение в состав заявляемого устройства средства надежной фиксации заданной нагрузки также практически не увеличивает вес устройства. При этом обеспечивается возможность более точного (в отношении заданных нагрузок) выполнения тренировочных программ и повышение в целом надежности стабильной работы устройства, благодаря исключению нежелательных произвольных взаимных перемещений элементов.

Использованная литература.

1. 8И № 1556692 А1, МПК А 63 В 21/00, 1990

2. ЕА № 004347 С, МПК А 63 В 21/00, 2004

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для тренировки мышц, содержащее последовательно соединенные посредством шаровых шарниров три жестких звена, крайние из которых снабжены средством для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, средство для задания нагрузки, выполненное на каждом шаровом шарнире и снабженное средством обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения, включающим фрикционный элемент, выполненный в виде цилиндра, и удерживающее кольцо, причем взаимодействующие поверхности центрального звена и удерживающего кольца снабжены резьбовыми участками, и средство фиксации заданной нагрузки, отличающееся тем, что средство фиксации заданной нагрузки выполнено составным и включает контргайку, установленную на каждом резьбовом участке центрального звена, и по меньшей мере один элемент фиксации радиального положения, свободно связанный с контргайкой, по меньшей мере, со стороны ее внутреннего диаметра и установленный с возможностью перемещения в направлении продольной оси центрального звена, при этом центральное звено на каждом резьбовом участке снабжено соответствующей осевой направляющей выемкой для перемещения элемента фиксации радиального положения, а на торце каждого удерживающего кольца, взаимодействующем с центральным звеном, предусмотрены по меньшей мере два фиксирующих гнезда, выполненных с возможностью вхождения в зацепление с элементом фиксации радиального положения.
2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксирующие гнезда расположены на торце удерживающего кольца с равномерным шагом.
3. 3. Устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что фиксирующие гнезда имеют радиальную форму.
4. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что элемент фиксации радиального положения выполнен в виде П-образной скобы, охватывающей контргайку, причем ширина скобы выбрана в соответствии с размерами фиксирующего гнезда.
5. 5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что каждое удерживающее кольцо снабжено указателем направления изменения нагрузки.