RU156286U1 - Тренажер - Google Patents

Abstract

1. Тренажер, содержащий рукоять вытянутой формы с двумя торцами, груз, крепежный элемент для груза, держатели, один из концов каждого из которых соединен с соответствующим торцом рукояти, а другой конец - с крепежным элементом для груза, отличающийся тем, что держатели выполнены дугообразной формы, соединение конца каждого из держателей с соответствующим торцом рукояти выполнено с возможностью поворота, а крепежный элемент расположен на поперечной оси рукояти со смещением относительно точки пересечения ее продольной и поперечной осей.2. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что держатели выполнены в виде стержней цилиндрической формы с диаметром поперечного сечения от 3 до 6 мм.3. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что каждый из держателей состоит из не менее чем двух частей, соединенных одна с другой, одна из которых выполнена в виде стержня цилиндрической формы, а другая - в виде пружины, причем указанные части последовательно размещены по длине дуги каждого из дугообразных держателей.4. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что груз и держатели связаны с крепежным элементом посредством разъемного соединения.5. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что крепежный элемент выполнен в виде скобы с осью, на которой установлены элементы для связи с грузом и держателями.6. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что на торцах рукояти установлены съемные ограничители поворота держателей.

Description

Тренажер

Предполагаемая полезная модель относится к снарядам и устройствам для физических упражнений с использованием упругих приспособлений с грузом, создающих нагрузку, содержащих вращающиеся или колеблющиеся элементы и может найти применение для тренировки различных групп мышц рук, плечевого пояса и спины тренирующегося, а также для профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата и реабилитации после травм.

Из уровня техники известен тренажер (RU, ПМ №108988, «Ручной тренажер», МПК А63В21/02, от16.06.2011 г., опубл. 10.10.2011 г.).

Тренажер содержит рукоять в виде полой трубы, насаженной на вал с возможностью вращения. По торцам трубы жестко закреплены цепочки, к другим концам которых посредством крепежного элемента прикреплен груз в виде разборной гантели.

Указанное техническое решение выбрано заявителем в качестве прототипа.

Недостатком известного решения является ограниченные функциональные возможности тренажера, обеспечивающего воздействие в процессе только на такие группы мышц, как грудные, дельтовидные, бицепсы, вследствие того, что конструкция тренажера позволяет осуществлять только растягивающие движения (махи и подъем тренажера) относительно сагиттальных плоскостей тела тренирующегося, исключая вращательные движения.

Задачей предполагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей тренажера.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели является обеспечение одновременного тренировочного воздействия на группы мышц рук и плечевого пояса, спины и опорно-двигательного аппарата за счет создания в ходе одной тренировки и растягивающих и скручивающих движений.

Технический результат достигается тем, что в тренажере, содержащем рукоять вытянутой формы с двумя торцами, груз, крепежный элемент для груза, держатели, один из концов каждого из которых соединен с соответствующим торцом рукояти, а другой конец с крепежным элементом для груза, согласно полезной модели, держатели выполнены дугообразной формы, соединение конца каждого из держателей с соответствующим торцом рукояти выполнено с возможностью поворота, а крепежный элемент расположен на поперечной оси рукояти со смещением относительно точки пересечения ее продольной и поперечной осей.

Держатели выполнены в виде стержней цилиндрической формы с диаметром поперечного сечения от 3 до 6 мм.

Каждый из держателей состоит из не менее чем двух частей, соединенных друг с другом, одна из которых выполнена в виде стержня цилиндрической формы, а другая в виде пружины, причем указанные части последовательно размещены по длине дуги каждого из дугообразных держателей.

Груз и держатели связаны с крепежным элементом посредством разъемного соединения.

Крепежный элемент выполнен в виде скобы с осью, на которой установлены элементы для связи с грузом и держателями.

На торцах рукояти установлены съемные ограничители поворота держателей.

Держатели дугообразной формы обладают упругостью, необходимой и достаточной для подпружинивания груза, а расположение крепежного элемента на поперечной оси рукояти со смещением относительно точки пересечения ее продольной и поперечной осей, позволяет расположить держатели симметрично по длине рукояти относительно поперечной оси, т.е. обеспечить расположение груза и концов держателей, связанных с крепежным элементом и грузом, напротив центральной части рукояти, что способствует равномерному распределению нагрузки от действующих на груз силы тяжести и центробежных сил по всей траектории движения тренажера. За счет того, что соединение концов держателей с торцами рукояти выполнено с возможностью поворота, при вращении тренажера, груз под действием центробежных сил может отклоняться занимая, при этом, положение всегда перпендикулярное рукояти независимо от точки его нахождения на траектории движения.

Таким образом, заявленные конструктивные особенности тренажера в совокупности обеспечивают возможность его движения (в ходе одной тренировки), по замкнутой траектории типа «восьмерка», проходящей последовательно через фронтальную и сагиттальные плоскости тела тренирующегося с возможностью неоднократного повторения этого движения в противоположных направлениях (влево и вправо) относительно тела тренирующегося. Это позволяет тренирующемуся выполнять в ходе одной тренировки и растягивающие и скручивающие движения, что, в свою очередь, обеспечивает одновременное воздействие на группы мышц рук и плечевого пояса, спины и опорно-двигательного аппарата, расширяя, тем самым, функциональные возможности тренажера.

Автором заявляемого технического решения экспериментально установлено, что выполнение стержней цилиндрической формы с диаметром поперечного сечения от 3 до 6 мм, позволяет обеспечить оптимальные условия для подпружинивания груза при использовании тренажера взрослыми тренирующимися среднего уровня физической подготовки.

Выполнение каждого из держателей не менее чем из двух частей, соединенных друг с другом, одна из которых выполнена в виде стержня цилиндрической формы, а другая в виде пружины, причем указанные части последовательно размещены по длине дуги каждого из дугообразных держателей, позволяет повысить их пружинящие свойства при увеличении веса груза, в случае, если тренирующемуся необходима интенсивная физическая нагрузка. Это дополнительно расширяет функциональные возможности тренажера.

Связь груза и держателей с крепежным элементом посредством разъемного соединения, а также выполнение крепежного элемента в виде скобы с осью, на которой установлены элементы для связи с грузом и держателями, позволяет отдельно закрепить концы держателей и груз, что позволяет при необходимости заменять как груз, так и держатели независимо друг от друга. Это является актуальным при выходе тренажера из строя. Достигается дополнительный технический результат - удобство в эксплуатации для пользователя при сборке - разборке тренажера.

Установка в торцах рукояти съемных ограничителей поворота держателей, позволяет исключить поворот держателей относительно рукояти, груз при этом будет практически статичен, его перемещение осуществляется только за счет упругости держателей, значительно снижаются нагрузки на мышцы, что позволяет использовать тренажер для начинающих тренировки впервые, что расширяет контингент потенциальных пользователей, т.е. дополнительно расширяет функциональные возможности тренажера.

Заявителем проведен патентно-информационный поиск по данной теме, в результате которого не выявлено технических решений с заявляемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».

Заявляемое устройство может найти применение в качестве спортивных тренажеров для тренировки различных групп мышц рук, плечевого пояса, спины тренирующегося, а также для профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата и реабилитации после травм, что соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 - общий вид тренажера; на фиг. 2 - вид в изометрии на фиг.1; на фиг. 3,4,5.6 - схема движения тренажера по траектории относительно правой сагиттальной плоскости; на фиг. 7, 8, 9, 10 - схема движения тренажера относительно левой сагиттальной плоскости; на фиг.11, 12 - схема движения тренажера при тренировке одной рукой; на фиг. 13 - условная схема распределения фаз движения тренажера.

Тренажер содержит рукоять вытянутой формы 1, груз 2, держатели 3, крепежный элемент в виде скобы 4, на оси которой 5 установлены элементы крепления 6, 7 для держателей 3 и груза 2, выполненного, например, из резины, соответственно. Держатели 3 и элементы 6 и 7 выполнены с резьбой на концевых участках и соединяются между собой посредством гаек 8 и 9 . На торцах рукояти 1 установлены съемные ограничители 10 для ограничения поворота держателей 3. Внутри рукояти 1 установлены втулки 11 для обеспечения подвижности рукоятей 1.

Тренажер работает следующим образом.

Для наглядности движение тренажера представим по окружности (см. фиг.13), на которой представлены его фазы движения относительно фронтальной и сагиттальных плоскостей пользователя.

Фаза 1˚ - 0˚ - 30˚, движение от фронтальной плоскости вниз и влево; фаза 2˚ - 30˚ - 150˚ - движение относительно сагиттальной плоскости слева - вверх влево; фаза 3˚ - 0˚ - 30˚, движение от фронтальной плоскости и вниз вправо; фаза 4˚ - 150⁰, движение относительно сагиттальной плоскости справа - вверх вправо.

В исходном положении ноги тренирующегося вместе, слегка согнуты в коленях, таз направлен вперед, живот втянут, спина и шея прямые, плечи округлены, руки расположены в центре рукояти 1и вытянуты вперед.

Поворачивают вытянутые руки с тренажером влево примерно на 120˚ в кистях и начинают его вращения с толчка левой или правой ноги вокруг левой или правой сторон тела тренирующегося в зависимости от направления движения тренажера.

При движении тренажера от 0˚- 30˚ (фаза 1), т.е. относительно сагиттальной плоскости слева тела тренирующегося - основная нагрузка ложится на мышцы передней и задней группы мышц предплечий - длинные сгибатели и разгибатели предплечий. Фиксируют рукоять 1 тренажера сгибатели и разгибатели кисти. Поворот корпуса примерно на 60˚ осуществляется за счет косых мышц живота, группы мышц брюшного пресса и мышц поясничного отдела позвоночника. При дальнейшем движении тренажера (фаза 2) - тренажер достигает максимальной высоты, при этом задействуется широчайшая мышца спины, взаимно компенсаторная работа бицепса и трицепса, дельтовидные мышцы (передняя и средняя) верхняя грудная мышца, надостная мышца, грудично-ключично-сосцевидные мышцы и мышцы грудного отдела позвоночника.

Продолжают вращение тренажера в другую сторону - из верхней точки (фаза 2) в нижнюю точку (фаза 3) и далее в верхнюю точку (фаза 4), и далее траектория движения типа «восьмерка» повторяется.

Фазы 3 и 4 являются симметричными относительно фаз 1 и 2, т.е. на этих фазах движения тренажера работают те же группы мышц. При работе с тренажером одной рукой работает та же группа мышц, что и двумя, но возрастает нагрузка на них. При прохождении полного цикла по траекториям движения относительно фронтальной и сагиттальных плоскостей тела тренирующегося тренажер создает разнообразные движения в кистевом суставе. Полностью задействуются оба плечевых сустава, также вовлекается в работу тазобедренный сустав и оба коленных сустава, в работе участвуют мышцы бедра, которые дополняют и синхронизируют движение.

Для вычисления сил, действующих на тренажёр, примем его за материальную точку весом 1кг. При движении данной материальной точки на неё будет действовать две основных силы это сила тяжести F_T и центробежная сила F_Ц (сопротивлением воздуха и трением мы будем пренебрегать).

Сила тяжести всегда будет направлена строго вниз и определяется по формуле: F_т = m g

где:

F - сила тяжести;

m - масса груза;

g - ускорение.

F_т = 1х9,8 ≈ 10 Н

Центробежная сила определяется по формуле: F_ц= m V²/R,

где:

F_ц - центробежная сила;

m - масса груза;

V² - скорость вращения;

R - радиус окружности.

Направленность этой силы зависит от точки траектории. В верхней точке она будет направлена вверх, в низшей точке вниз.

Чтобы высчитать абсолютное значение центробежной силы необходимо знать радиус описываемой окружности в одной плоскости и период вращения. Примерный радиус равен 1 м, а период вращения Т - 1 с.

Тогда F_ц= m V²/R = m (2πR/T)²/R = 1х(2х3,14х1)² :1 = 39Н

Отсюда можно сделать следующие выводы, при вращении тренажера центробежная сила оказывается в 4 раза больше по абсолютной величине силе тяжести, в крайнем положении, при суммировании двух сил. Сила, действующая на тренажер F∑= 10+39=49H, что в пять раз превышает силу тяжести тренажёра и соответствует усилию, необходимому для удержания в воздухе примерно шестикилограммовой гири. Вес тренажера вместе с грузом 2 равен 1,3 кг, следовательно, 1,3х5=6,5 кг - такую нагрузку будет преодолевать тренирующийся. Относительно небольшая нагрузка в сочетании с разнообразностью движений и большой амплитудой оказывают благоприятное воздействие на перечисленные суставы и мышечную систему тренирующегося. При необходимости повышения нагрузки для тренирующихся разной весовой и возрастной категории, на тренажер устанавливают груз большего веса.

Таким образом, заявленные конструктивные особенности тренажера обеспечивают возможность его движения (в ходе одной тренировки), по замкнутой траектории типа «восьмерка», проходящей последовательно через фронтальную и сагиттальные плоскости тела тренирующегося с возможностью неоднократного повторения этого движения в противоположных направлениях (влево и вправо) относительно тела тренирующегося. Это позволяет тренирующемуся выполнять в ходе одной тренировки и растягивающие и скручивающие движения что, в свою очередь, обеспечивает одновременное воздействие на группы мышц рук и плечевого пояса, спины и опорно-двигательного аппарата, расширяя, тем самым, функциональные возможности тренажера.

Claims (6)

1. Тренажер, содержащий рукоять вытянутой формы с двумя торцами, груз, крепежный элемент для груза, держатели, один из концов каждого из которых соединен с соответствующим торцом рукояти, а другой конец - с крепежным элементом для груза, отличающийся тем, что держатели выполнены дугообразной формы, соединение конца каждого из держателей с соответствующим торцом рукояти выполнено с возможностью поворота, а крепежный элемент расположен на поперечной оси рукояти со смещением относительно точки пересечения ее продольной и поперечной осей.

2. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что держатели выполнены в виде стержней цилиндрической формы с диаметром поперечного сечения от 3 до 6 мм.

3. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что каждый из держателей состоит из не менее чем двух частей, соединенных одна с другой, одна из которых выполнена в виде стержня цилиндрической формы, а другая - в виде пружины, причем указанные части последовательно размещены по длине дуги каждого из дугообразных держателей.

4. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что груз и держатели связаны с крепежным элементом посредством разъемного соединения.

5. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что крепежный элемент выполнен в виде скобы с осью, на которой установлены элементы для связи с грузом и держателями.

6. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что на торцах рукояти установлены съемные ограничители поворота держателей.

Images