RU2015684C1

RU2015684C1 - Ergometer

Info

Publication number: RU2015684C1
Authority: RU
Inventors: И.И. Петрушевский; С.М. Канишевский; Е.Г. Золотько; Г.Н. Розоринов
Original assignee: Киевский Инженерно-Строительный Институт
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: this device incorporates upright 2, spring 3, axle 4, bracket 6, pelvis platform 7, chest platform 9, clamp screw 10, spring 11, shock absorber 13, lower tube, shank, rod, adjustment nut, spring, cylindrical base, pulleys, flexible rods, handgrips, holders, headrest post, and spring screw. EFFECT: improved design. 15 dwg

Description

Изобретение относится к спорту, к приспособлениям для оценки работоспособности спортсменов-пловцов. The invention relates to sports, to devices for evaluating the health of swimmers.

Известно устройство для тренировки пловцов, содержащее установленную на основании тележку, несущую блоки, закрепленные под ее платформой, амортизатор, связывающий тележку с основанием, и рукоятки, при этом оно имеет ось, закрепленную в основании и две подпружиненных между собой штанги, один конец каждой из которых установлен свободно на оси, а на другом закреплена рукоятка, при этом блоки установлены с возможностью взаимодействия со штангами, а ось закреплена на основании под тележкой, блоки расположены с внешней стороны штанг, а ось установлена в основании перед тележкой, а блоки размещены между штангами (см. а.с. N 633534, кл. А 63 В 69/10, БИ N 23, 1978). A device for training swimmers is known, comprising a trolley mounted on the base, carrying blocks fixed under its platform, a shock absorber connecting the trolley to the base, and handles, while it has an axis fixed to the base and two spring-loaded rods, one end of each which are mounted loosely on the axis, and a handle is fixed on the other, while the blocks are mounted to interact with the rods, and the axis is fixed to the base under the trolley, the blocks are located on the outside of the rods, and the axis of the mouth ovlena the base before the cart, and the blocks are arranged between the rods (see. AS N 633534, cl. A 63 B 69/10, BI N 23, 1978).

Недостаток этого устройства в том, что оно непригодно для тренировки пловцов, плавающих спортивным способом плавания кроль на груди и на спине, так как средство приложения усилий рук в нем не приспособлено для этой цели, а средство для движений ногами вообще отсутствует. К тому же устройство не содержит регитратора нагрузки. The disadvantage of this device is that it is not suitable for training swimmers swimming in a sporting way to swim the crawl on the chest and back, since the means of applying hand forces in it are not adapted for this purpose, and the means for leg movements are generally absent. In addition, the device does not contain a load regulator.

Известно устройство для тренировки пловцов, содержащее установленную на раме опору для тела пловца, состоящую из горизонтального участка с ремнями для крепления пловца и наклонного к нему участка и средство для создания нагрузки на руки и ноги, при этом опора представляет собой двуплечий рычаг, ось поворота которого расположена перпендикулярно продольной оси устройства, плечи рычага подпружинены, один из ремней закреплен на свободном конце горизонтального участка опоры, а средство для создания нагрузки на руки содержит закрепленные на передней стойке рамы два амортизатора с захватами для кистей рук, а средство для создания нагрузки на ноги содержит рамку, смонтированную на задней стойке рамы и петли для размещения стоп, связанные с рамой через противоположно расположенные пружины (см. а.с. N 961723, кл. А 63 В 69/10, БИ N 36, 1982). A device for training swimmers comprising a support for the swimmer’s body, consisting of a horizontal section with straps for attaching the swimmer and an inclined portion to it, and means for creating a load on the arms and legs, the support being a two-arm lever, the axis of rotation of which is perpendicular to the longitudinal axis of the device, the lever shoulders are spring-loaded, one of the belts is mounted on the free end of the horizontal portion of the support, and the means for creating a load on the hands comprises the front strut of the frame there are two shock absorbers with grippers for the hands, and the means for creating a load on the legs contains a frame mounted on the rear strut of the frame and hinges for placing feet connected to the frame through opposing springs (see A.S. N 961723, cl .A 63 B 69/10, BI N 36, 1982).

Недостаток этого устройства в том, что оно пригодно только для плавания способом баттерфляй (дельфин). Имитация нагрузки на руки и ноги далека от требований реального плавания, так как пружины в средстве для создания нагрузки на руки и на ноги воссоздают только нарастающую нагрузку. В реальном плавании динамика нагрузки иная - сначала она возрастает, а затем, после достижения максимума, падает. К тому же нагрузка в водной среде на гребущую конечность возрастает с ростом скорости движения конечности, а в устройстве эта зависимость не реализована. The disadvantage of this device is that it is only suitable for swimming using the butterfly stroke (dolphin). The imitation of the load on the arms and legs is far from the requirements of real swimming, since the springs in the tool for creating the load on the arms and legs recreate only the growing load. In real swimming, the load dynamics is different - first it increases, and then, after reaching a maximum, it falls. In addition, the load in the aquatic environment on the rowing limb increases with increasing speed of the limb, but this dependence is not realized in the device.

Известно устройство для проведения эргометрических исследований, содержащее тренажер по а.с. N 768391, в котором дополнительно введены по следовательно соединенные вычислитель, блок сравнения, блок рекомендаций, блок выдачи данных, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход - к выходу вычислителя, а также дополнительный блок памяти, включенный между входом блока индикации и вторым входом блока сравнения, при этом первый вход вычислителя соединен с выходом блока измерения нагрузки, а второй вход - с выходом блока выделения физиологических параметров (см. а.с. N 1149938, кл. А 61 В 5/22, БИ N 14, 1985). A device for conducting ergometric studies, containing a simulator for AS N 768391, which additionally sequentially connected a calculator, a comparison unit, a recommendation unit, a data output unit, the second input of which is connected to the output of the comparison unit and the third input to the output of the calculator, as well as an additional memory unit connected between the input of the display unit and the second input of the comparison unit, while the first input of the calculator is connected to the output of the load measuring unit, and the second input is connected to the output of the physiological parameters allocation unit (see AS N 1149938, class A 61 V 5/22, BI N 14 , 1985).

Недостаток этого устройства в том, что оно не содержит средств приложения усилий, характерных для плавания в водной среде по параметрам спортивных стилей плавания. The disadvantage of this device is that it does not contain means of application of effort characteristic of swimming in the aquatic environment according to the parameters of sports swimming styles.

Известна заявка Франции N 2356921, ИЗР, 1978 - эргометр с устройством передачи эффективного усилия, в котором имеется преобразователь, измеряющий момент вращения, создаваемый пользователем и преобразователь, имеющий скорость вращения. Перемножающее устройство определяет по этим двум параметрам приложенную на выходе прибора мощность. Known application of France N 2356921, IPM, 1978 - an ergometer with an effective force transmission device, in which there is a transducer measuring the torque created by the user and a transducer having a rotation speed. The multiplier determines the power applied at the output of the device from these two parameters.

Недостаток этого эргометра тот же, что и остальных - он способен реконструировать лишь усилия, прикладываемые к вращающимся педалям, т.е. основан на базе велотренажера, а это, как известно, не подходит для измерения и оценки работы и мощности пловцов, у которых движения не вращающиеся, а гребковые, при этом мускульная энергия затрачивается не только на работу ног, но и на работу рук. The disadvantage of this ergometer is the same as the rest - it is able to reconstruct only the forces applied to the rotating pedals, i.e. It is based on the basis of an exercise bike, and this, as you know, is not suitable for measuring and evaluating the work and power of swimmers whose movements are not rotating, but rowing, while the muscle energy is spent not only on the legs, but also on the hands.

В качестве прототипа принят велоэргометр, содержащий раму, педальный привод в виде ведущей и ведомой звездочек с расположенной в них цепью, имеющей нагруженную и свободную ветви, а также установленные на раме измерительный узел и связанные с ними контрольные приборы, при этом рама снабжена связанным с педалями приводом колес, измерительный узел выполнен в виде закрепленного на раме кронштейна, на котором с возможностью поворота установлена подпружиненная пластина с двумя роликами по краям, причем нагруженная ветвь цепи расположена между роликами и контактирует с их боковыми поверхностями, а один из роликов и подпружиненная пластинка связаны с контрольными приборами. As a prototype, a bicycle ergometer containing a frame, a pedal drive in the form of a driving and driven sprockets with a chain located in them, having a loaded and free branches, as well as a measuring unit and associated control devices mounted on the frame is adopted, while the frame is equipped with pedals wheel drive, the measuring unit is made in the form of an arm fixed to the frame, on which a spring-loaded plate with two rollers is mounted rotatably with edges, the loaded chain branch being located between at the rollers and is in contact with their side surfaces, and one of the rollers and a spring-loaded plate are connected to control devices.

Недостаток прототипа в том, что он непригоден для измерения и оценки работоспособности пловцов, так как не имеет нагружателей для рук, а нижние педали его не позволяют моделировать гребковые движения пловца, измерительный узел не приспособлен для гребковых движений пловца руками и ногами. The disadvantage of the prototype is that it is not suitable for measuring and evaluating the performance of swimmers, since it does not have hand loaders, and its lower pedals do not allow simulating swimmer’s stroke movements, the measuring unit is not suitable for swimmer’s stroke movements with his hands and feet.

Целью изобретения является повышение точности оценки физической работоспособности пловца путем измерения автономных усилий его каждой конечности в условиях, максимально приближенных к реальному плаванию. The aim of the invention is to improve the accuracy of assessing the physical performance of a swimmer by measuring the autonomous efforts of his each limb in conditions as close as possible to real swimming.

Цель достигнута тем, что в устройстве, содержащем основу со средством приложения усилий конечностей и связанный с ним измерительный узел, согласно предлагаемому изобретению закреплена шарнирно и подпружинена к основе двойная платформа для расположения пловца, а средство приложения усилий конечностей содержит нагружатель рук в виде имеющих рукоятки гибких тяг, подвешенных посредством двойных пружин и блоков к установленному на платформе трубчатому кронштейну, закрепленных и намотанных на подпружиненные посредством амортизационных жгутов барабаны, соосно смонтированные с помещенными в наполненные жидкостью емкости крыльчатки, и нагружатель ног в виде установленных на основе посредством подпружиненных кулачков телескопических штанг держателей стоп, при этом на трубчатом кронштейне установлен подголовник и блок измерительного узла, связанный с датчиками усилий рук, смонтированных в двойной проушине трубчатого кронштейна и с датчиками усилий ног, смонтированных на стыках телескопических частей штанг держателей стоп, а блок измерительного узла содержит таймер, первый выход которого подключен через одновибратор и усилитель мощности к звукоизлучающему устройству, и коммутатор с параллельными цепями, каждая из которых включает последовательно подсоединенные усилитель напряжения, одним входом амплитудный детектор, дешифратор и символьный индикатор, а выходы амплитудных детекторов объединены сумматором, выход которого через блок выборки-хранения и дешифратор подключен к выходу индикатора суммарной нагрузки, а второй выход таймера подсоединен к другому выходу блока выборки-хранения, а первый выход таймера соединен с другим выходом амплитудного детектора. The goal is achieved in that in the device containing the base with the means of applying the efforts of the limbs and the measuring unit associated with it, according to the invention, a double platform for positioning the swimmer is hinged and spring-loaded to the base, and the means of applying the efforts of the limbs contains a handloader in the form of flexible arms rods suspended by double springs and blocks to a tubular bracket mounted on the platform, fixed and wound on spring-loaded by means of shock-absorbing there are drums coaxially mounted with impellers placed in a fluid container and a foot loader in the form of foot holders mounted on the base by means of spring-loaded cams of telescopic rods, with a head restraint and a measuring unit unit connected to the arm force sensors mounted in double the eye of the tubular bracket and with force sensors of the legs mounted on the joints of the telescopic parts of the bars of the foot holders, and the unit of the measuring unit contains a timer, the output of which is connected through a one-shot oscillator and a power amplifier to a sound-emitting device, and a switch with parallel circuits, each of which includes a voltage amplifier connected in series, with an input an amplitude detector, a decoder and a symbol indicator, and the outputs of the amplitude detectors are combined by an adder, the output of which is through a sampling unit -storage and a decoder are connected to the output of the indicator of the total load, and the second output of the timer is connected to the other output of the sample-storage unit, and the first output d timer connected to the other output of the amplitude detector.

Существенными отличиями предлагаемого является то, что в этом устройстве достигнута имитация движения, а нагрузка рук и ног пловца наиболее приближена к реальному плаванию, а также обеспечено измерение усилий, прилагаемых пловцами к нагружателям рук и ног как автономно, от каждой конечности, так и суммарно от всех звеньев тела пловца. Важным качеством является также возможность без существенной переналадки не только обследования на данном эргометре пловцов любой спортивной специализации: кролистов, брассистов и баттерфляистов (дельфинистов), но и тренировки их, а также использование эргометра в силу его облегченной конструкции и возможности быстрой разборки и сборки не только в стационарных условиях обследования пловцов, но и на выезде - в местах тренировки, соревнований и обследований. Significant differences of the proposed is that in this device, an imitation of movement is achieved, and the load of the swimmer’s hands and feet is closest to real swimming, and the effort made by the swimmers to the hand and foot loaders is provided both independently, from each limb, and in total from all parts of the swimmer’s body. An important quality is also the possibility, without significant readjustment, of not only examining swimmers of any sports specialization on this ergometer: rabbits, brassists and butterfly (dolphinists), but also training them, as well as using an ergometer due to its lightweight design and the ability to quickly disassemble and assemble not only in stationary conditions for examination of swimmers, but also on the road - in places of training, competitions and examinations.

На фиг. 1 изображен эргометр, общий вид; на фиг.2 - стойка, продольный разрез; на фиг. 3 - кронштейн с подголовником и рукоятками, вид сбоку; на фиг. 4 - кронштейн с рукоятками, вид спереди; на фиг.5 - то же вид сверху с разрывами кронштейна и гибких тяг; на фиг.6 - ручной гидротормоз, вид снизу; на фиг. 7 - то же, поперечный разрез; на фиг.8 - то же верхний правый тормоз - открыт, нижний (левый) - схематично показаны тяги; на фиг.9 - ножной тормоз, продольный разрез; на фиг. 10 кулачок ножного тормоза, вид сбоку; на фиг.11 - то же, вид сзади, на фиг.12 - трубка нижнего тормоза, продольный разрез; на фиг.13 - держатель стопы, вид сбоку; на фиг.14 - электросхема эргометра; на фиг.15 - диаграмма работы. In FIG. 1 shows an ergometer, a general view; figure 2 - rack, a longitudinal section; in FIG. 3 - bracket with headrest and handles, side view; in FIG. 4 - bracket with handles, front view; figure 5 is the same top view with breaks of the bracket and flexible rods; figure 6 - manual hydraulic brake, bottom view; in FIG. 7 - the same, transverse section; on Fig - the same upper right brake is open, lower (left) - traction is schematically shown; figure 9 - foot brake, a longitudinal section; in FIG. 10 foot brake cam, side view; figure 11 is the same, rear view, figure 12 is the lower brake tube, a longitudinal section; in Fig.13 - foot holder, side view; on Fig - electrical circuit of an ergometer; on Fig is a diagram of the work.

Конкретно эргометр содержит тренажер пловца и аппаратуру регистрации параметров физической нагрузки. Тренажер пловца имеет расположенную на основе стойку 1 стойку 2 с пружиной 3, с помощью которой посредством оси 4 к стойке присоединена обойма 5, в которой закреплен трубчатый кронштейн 6 в виде трубы, на которой сверху закреплена тазовая платформа 7 и насажена своей трубкой 8 грудная 9 платформа, зафиксированная зажимным винтом 10. На трубке грудной платформы, снизу имеется пружина 11, к которой крепится посредством чеки 12 телескопический амортизатор 13, состоящий из двух трубок с пружиной 14. Нижняя трубка 15 снизу проушиной 16 соединена осью 17 с основой, так что в нерабочем положении телескоп отбрасывается вперед - на пол (см. фиг.1). Specifically, the ergometer contains a swimmer's simulator and equipment for recording physical activity parameters. The swimmer’s simulator has a strut 2 located on the base of the strut 2 with a spring 3, with the help of which, through the axis 4, a ferrule 5 is attached to the strut, in which a tubular bracket 6 is fixed in the form of a pipe on which the pelvic platform 7 is fixed on top and the chest 9 is mounted with its tube 8 a platform fixed by a clamping screw 10. On the tube of the thoracic platform, below there is a spring 11 to which a telescopic shock absorber 13 is fastened by means of a pin 12, consisting of two tubes with a spring 14. The lower tube 15 is connected from the bottom by an eye 16 to the axle 17 new, so that in the idle position the telescope is thrown forward - to the floor (see figure 1).

Трубчатый кронштейн сзади имеет хвостовик 18, в котором сверху имеется отверстие для оси (4) и снизу - второе - продольно для стержня 20 амортизатора. На конце стержня на резьбе навинчена опорно-регулировочная гайка 21. Стержень пропущен через пружину 22, закрепленную на основе и имеющую вертикальный вырез для стержня. Между хвостовиком и этой пружиной помещена пружина сжатия 23 (слабая), а между этой же пружиной и другой опорно-регулировочной гайкой 24 помещена (тоже насажена на стержень) другая пружина сжатия 25 (сильная). Спереди кронштейн имеет двойную пружину 26, помещенную своей цилиндрической основой 27 в торец трубы кронштейна с возможностью поворота вокруг продольной оси. В двойной пружине на осях 28 закреплены блоки-ролики 29, через которые перекинуты гибкие тяги 30, снабженные на концах рукоятками 31, с держателями 32 кистей в виде резиновых жгутов. На кронштейне насажена своей трубкой основой 33 стойка подголовника 34 с пружинным винтом 35. Стойка имеет на конце пружину 36, которая осью 37 соединена аналогичной пружиной 38, имеющейся на корпусе 39 подголовника, подпружиненного к стойке пружиной 40, имеющего мягкое покрытие. The tubular bracket at the back has a shank 18, in which there is an opening for the axis (4) from above and from the bottom - the second - longitudinally for the shock absorber rod 20. A support nut 21 is screwed onto the thread at the end of the rod. The rod is passed through a spring 22 fixed to the base and having a vertical cutout for the rod. A compression spring 23 (weak) is placed between the shank and this spring, and another compression spring 25 (strong) is placed (also mounted on the shaft) between the same spring and another supporting-adjusting nut 24. The front of the bracket has a double spring 26, placed with its cylindrical base 27 in the end of the pipe bracket with the possibility of rotation around the longitudinal axis. In the double spring on the axles 28, roller blocks 29 are fixed, through which flexible rods 30 are thrown, equipped with handles 31 at the ends, with holders 32 of brushes in the form of rubber bands. On the bracket, the base 33 of the head restraint 34 with a spring screw 35 is mounted with its tube base 33. The stand has a spring 36 at the end, which is connected by an axis 37 to a similar spring 38, which is available on the headrest body 39, spring-loaded to the stand by a spring 40 having a soft coating.

Под тазовой платформой размещен ручной гидротормоз, который имеет две чаши 41, заполненные тормозной жидкостью. В каждой чаше на оси 42 помещена крыльчатка с шарнирно установленными крыльями 43. Для этого на стержне 44 имеются диаметрально расположенные отверстия 45, в которых при помощи осей 46 установлены ее крылья. Under the pelvic platform is a manual hydraulic brake, which has two bowls 41 filled with brake fluid. In each bowl on the axis 42 there is an impeller with hinged wings 43. For this purpose, there are diametrically located holes 45 on the shaft 44, in which its wings are mounted using axles 46.

Каждое крыло имеет задний подпятник 47, который в рабочем положении крыла упирается в ступицу крыльчатки. Обе части соединены каналом-трубкой 48, которая связана продольной трубкой 49 с цилиндром 50, в котором помещен подпружиненный (пружина 51) поршень 52. Продольная трубка снабжена регулировочным вентилем 53. На оси каждой крыльчатки насажены и зафиксированы два барабана. Один со ступицей большого диаметра 54 - для закрепления и намотки гибкой тяги (30), а другой соосно расположенный, со ступицей 55 меньшего диаметра - для закрепления и намотки амортизационного резинового жгута 56, другой конец которого прикреплен к кронштейну спереди - к проушинами 57. Each wing has a rear thrust bearing 47, which in the working position of the wing abuts against the hub of the impeller. Both parts are connected by a channel-tube 48, which is connected by a longitudinal tube 49 to a cylinder 50 in which a spring-loaded (spring 51) piston 52 is placed. The longitudinal tube is equipped with an adjustment valve 53. Two drums are mounted and fixed on the axis of each impeller. One with a hub of large diameter 54 - for fastening and winding flexible rods (30), and the other coaxially located, with a hub 55 of smaller diameter - for fastening and winding shock-absorbing rubber tow 56, the other end of which is attached to the bracket in front - to the eyes 57.

Ножной тормоз содержит трубку-хвостовик 58, закрепленную в стойке 2. На трубку-хвостовик, на внешнюю резьбу навинчена трубка-цилиндр 59, в которую помещен толкатель 60, подпружиненный пружиной 61. Посередине трубки цилиндра, вдоль нее закреплена проушина 62, в отверстии 63 которой помещена ось-палец 64. На этой оси с обеих сторон проушины (62) насажены свободно диски-кулачки 65 правый и левый (одинаково). Диски-кулачки придерживаются на оси-пальце накладками 66, имеющими отверстия 67 для насадки на ось-палец (64) и проушины 68 для закрепления при помощи осей 69 рычагов-стержней 70 телескопических штанг держателей ноги своими отверстиями 71. Каждый рычаг-стержень (70) подпружинен друг к другу (к середине) пружинами 72, установленными в верхней части каждой накладки (60) и упирающимися в короткие плечи рычагов-стержней (70). The foot brake comprises a shank tube 58 fixed in the strut 2. A cylinder tube 59 is screwed onto the shank tube onto an external thread, into which a pusher 60 is placed, spring-loaded with a spring 61. In the middle of the cylinder tube, an eyelet 62 is fixed along it, in the hole 63 which the axis of the pin 64 is placed. On this axis, on both sides of the eye (62), the cam discs 65 are freely mounted on the right and left (equally). The cam discs are supported on the axis of the finger by linings 66 having openings 67 for a nozzle on the axis of the finger (64) and lugs 68 for securing with the help of the axes 69 the lever arms 70 of the telescopic arms of the leg holders with their holes 71. Each lever arm (70 ) is spring-loaded to each other (to the middle) by springs 72 installed in the upper part of each lining (60) and abutting against the short shoulders of the rod arms (70).

На другом конце каждой накладки (66) имеется резьбовое отверстие 73, куда ввинчен стопорный винт-палец 74, для которого на каждом диске кулачке имеются три резьбовые отверстия 75 для кроля на груди, 76 - для кроля на спине, 77 - для брасса. Накладки удерживателя на оси-пальце (64) гайками 78. Каждая штанга-держатель ноги имеет помимо рычага-стержня (70), насаженную на него телескопическую трубку 70 и пружину 80 для подпружинивания держателя. At the other end of each lining (66) there is a threaded hole 73, where a locking screw-finger 74 is screwed, for which on each cam disc there are three threaded holes 75 for the rabbit on the chest, 76 for the rabbit on the back, 77 for the breaststroke. The retainer pads on the pin axis (64) with nuts 78. In addition to the lever-rod (70), each leg holder bar has a telescopic tube 70 mounted on it and a spring 80 for springing the holder.

Вдоль трубки имеется продольный вырез 81, куда помещен и ввинчен в рычаг стержень, фиксирующий винт 82. Along the tube there is a longitudinal cutout 81, where the rod fixing screw 82 is placed and screwed into the lever.

На рычаге-стержне имеется проушина 83, к которой присоединен амортизационный жгут 84, другим концом крепящийся в одно из отверстий 85 (на стойке). На свободном конце телескопической трубки (79) закреплена вращающаяся вокруг продольной оси проушина 86 с фланцем 87. Эта проушина соединена осью 88 с проушинами 89 пальцевой 90 и подъемной 91 опор держателей стопы, снабженных крепежными ремнями 92. Между фланцем (87) и телом пальцевой и подъемной опор насажена на тело вращающейся пружины 86 пружина 93, обеспечивающая стабилизацию держателя стопы. On the lever-rod there is an eye 83, to which a cushioning harness 84 is attached, fastened at the other end to one of the holes 85 (on the stand). On the free end of the telescopic tube (79), an eye 86 is rotated around the longitudinal axis with a flange 87. This eye is connected by an axis 88 to the eyelets 89 of the finger 90 and the lifting 91 support of the foot holders provided with fixing straps 92. Between the flange (87) and the finger body and a lifting support is mounted on the body of the rotating spring 86 spring 93, providing stabilization of the foot holder.

Электрическая схема содержит датчики нагрузки (ручные и ножные) задающие регистрирующий блок (см. фиг.14) и диафрагмы его работы (см. фиг.15). The electric circuit contains load sensors (manual and foot) that specify the recording unit (see Fig. 14) and the diaphragm of its operation (see Fig. 15).

Пользуются эргометром следующим образом. Пловец располагается на тазовой 7 и грудной 9 платформах, вставляет ноги стопами в держатели и закрепляет их ремнями 92. Руками захватывает рукоятки 31, вставляя кисти рук под резиновые жгуты держателей 32. Use an ergometer as follows. The swimmer is located on the pelvic 7 and thoracic 9 platforms, inserts the feet with his feet into the holders and fastens them with straps 92. He grabs the arms 31 with his hands, inserting his hands under the rubber harnesses of the holders 32.

Пловец имитирует плавание на тренажере, а затраченная им энергия регистрируется на блоке регистрации в 4-х режимах: кроль на груди, кроль на спине, баттерфляй на груди, брасс на груди. A swimmer imitates swimming on a simulator, and the energy spent by him is recorded on the registration unit in 4 modes: crawl on the chest, crawl on the back, butterfly stroke on the chest, breaststroke on the chest.

Кроль на груди - положение пловца показано на фиг.1. При гребке правой рукой рукоятка 31 подается вниз назад, что обусловливает протяжку гибкой тяги 30. Эта тяга сматывается со ступицы 54 большого барабана и вращает ступицу 44 крыльчатки, крылья 43 которой перемещаются вслед за вращением ступицы и перемещают тормозную жидкость, гонят ее по каналу-трубке 48 через вентиль 53 в цилиндр 50, отжимая поршень 52 и сжимая пружину 51. Чем интенсивнее спортсмен подает рукоятку при гребке, тем большее сопротивление получит крыльчатка и гибкая тяга с рукояткой. Торможение, обеспечиваемое крыльчаткой, усиливается еще и тем, что при сматывании гибкой тяги при гребке одновременно с ним наматывается резиновый жгут 56 на ступицу барабана малого диаметра 55 и натяжение этого амортизатора возрастает. После завершения гребка пловец быстро подает правую руку вперед - выполняет пронос для очередного гребка. Пронос обеспечивается тем, что натянутый амортизатор (жгут) 56 высвобождается и резко вращает малую ступицу 56, а с ней и ступицу 44 крыльчатки в обратную сторону (т.е. по часовой стрелке, см. фиг.8 сверху). Крыльчатка в этом случае торможения не оказывает, т.к. ее крылья 43 складываются под напором жидкости - они проворачиваются на своих осях 46. Ускорению возвращения рукоятки 31 в исходное положение способствует также и пружина 51, которая выжимает жидкость из цилиндра 50 и подает ее в чашу 41 правой стороны тормоза. Crawl on the chest - the position of the swimmer is shown in figure 1. When rowing with the right hand, the handle 31 moves downward, which leads to the pulling of the flexible rod 30. This rod is wound from the hub 54 of the big drum and rotates the hub 44 of the impeller, the wings 43 of which move after the rotation of the hub and move the brake fluid, drive it along the pipe channel 48 through the valve 53 into the cylinder 50, depressing the piston 52 and compressing the spring 51. The more intense the athlete feeds the handle during the stroke, the greater the resistance will be impeller and flexible traction with the handle. The braking provided by the impeller is also enhanced by the fact that when winding the flexible traction during rowing, a rubber bundle 56 is wound at the same time as the hub of the small diameter drum 55 and the tension of this shock absorber increases. After the completion of the stroke, the swimmer quickly puts his right hand forward - carries out a carry for the next stroke. The carrying is ensured by the fact that the tensioned shock absorber (tow) 56 is released and sharply rotates the small hub 56, and with it the hub 44 of the impeller in the opposite direction (i.e., clockwise, see Fig. 8 above). In this case, the impeller does not inhibit its wings 43 are folded under the pressure of the fluid — they rotate on their axles 46. The spring 51 also accelerates the return of the handle 31 to its original position, which squeezes the fluid from the cylinder 50 and feeds it into the bowl 41 of the right side of the brake.

Аналогично работает и левая сторона гидротормоза при работе левой рукой 31. The left side of the hydraulic brake works similarly when working with the left hand 31.

При большой частоте гребков, когда гребок очередной рукой начинается при еще не закончившимся гребке предыдущей руки, т.н. "сцепление" в технике плавания, жидкость в цилиндр нагнетается из обеих чаш 41 и в обе чаши она выжимается пружиной 51 в периоды движения той или иной рукоятки 31 вперед - в исходное положение. With a high frequency of strokes, when the stroke with the next hand starts with the stroke of the previous hand that has not yet ended, the so-called "grip" in the technique of swimming, the fluid is pumped into the cylinder from both bowls 41 and it is squeezed into both bowls by a spring 51 during periods of movement of one or another handle 31 forward - to its original position.

Так имитируется гребковое движение рук, обеспечивается и траектория рук без какого-либо ограничения и торможения их в соответствии с законами гидравлики, характерными для сопротивления в водной среде. Все это обеспечивает наибольшее приближение к реальному плаванию. This simulates the stroke of the arms, and provides the trajectory of the hands without any restriction and their inhibition in accordance with the laws of hydraulics characteristic of resistance in the aquatic environment. All this provides the closest approximation to real swimming.

Ногами пловец работает так, как требует техника плавания стилем кроль на груди. При гребке правой ногой - т.е. при движении ее стопы вниз назад в этом же направлении подается держатель стопы, а с ним телескопическая трубка 79 и рычаг-стержень 70 и проворачивается против часовой стрелки правый кулачок 65. При этом нагрузка на ногу увеличивается, поскольку кулачок выходит в упор в толкатель 60 и пружина 61, воздействующая на него через кулачок 65. Так осуществляется гребок правой ногой - и также - левой, только при взаимодействии деталей левого держателя ноги. The swimmer’s legs work as required by the crawl style technique. When rowing with the right foot - i.e. when her foot moves downward in the same direction, the foot holder is supplied, and with it the telescopic tube 79 and the lever-rod 70 and the right cam 65 rotates counterclockwise. The load on the leg increases as the cam goes to the stop in the pusher 60 and a spring 61 acting on it through the cam 65. Thus, the stroke is carried out with the right foot - and also with the left, only when the parts of the left leg holder interact.

Совместное движение обеих ног отличается тем, что в процессе перемещения вниз-назад правой ноги (при гребке) толкатель 60 утапливается вправо и высвобождает левый кулачок 65, нагрузка с которого снижается. Возникает эта нагрузка на левом держателе только тогда, когда правый держатель будет проходить вторую половину пути - от среднего положения до исходного - верхнего положения. То же явление будет иметь место и при противоположных движениях, левый гребок, правый занос. Таким образом и левая и правая нога будут при попеременной работе имитировать нагрузку торможения только начиная со средней части траектории гребка каждой ногой и заканчивается до ее движения вниз-назад, что и требуется по технике плавания. The joint movement of both legs is characterized in that in the process of moving down and back of the right leg (when rowing), the pusher 60 is sunk to the right and releases the left cam 65, the load from which is reduced. This load arises on the left holder only when the right holder will pass the second half of the way - from the middle position to the initial - upper position. The same phenomenon will occur with opposite movements, the left stroke, the right skid. Thus, both the left and right legs will simulate the braking load during alternate work only starting from the middle part of the stroke trajectory by each foot and ends before it moves down and back, which is required by the swimming technique.

Кроль на спине - пловец располагается спиной на тазовой 7 и грудной 9 платформах, ноги вставляет под ремни 92 держателей стоп, кладет их подошвами на пальцевую 90 и подъемные опоры. Кисти вставляют в рукоятки 31 большими пальцами наружу. Плывет так, как требуется по технике плавания кролем на спине. Crawl on the back - the swimmer sits with his back on the pelvic 7 and thoracic 9 platforms, legs inserts 92 foot holders under the belts, puts them with the soles on the finger 90 and the lifting supports. The brushes are inserted into the handles 31 thumbs out. Swims as required by the technique of swimming a crawl on his back.

Взаимодействие деталей гидротормоза при работе руками аналогично работе при кроле на груди. Работа ног отличается. Держатели ног переводятся в позицию Б, когда накладки 66 переводятся против отверстий 76. Для этого стопорные винты-пальцы 74 вывинчиваются из отверстий 75 и ввинчиваются в отверстия 76, имеющиеся на кулачках 65. Теперь усилия ног прикладываются не вниз-назад, как было при позиции А в кроле на груди, а вверх вперед, что требуется при кроле на спине при позиции Б. В остальном работа и обеспечение торможения обеих ног, в том числе и при их совместном действии ничем не отличается от взаимодействия при кроле на груди. Амортизационный резиновый жгут 84, как и при кроле на груди, способствует совместно с пружиной 80 удержанию ноги пловца на весу, имитируя плавучесть ног в воде в пассивной фазе движения. The interaction of hydraulic brake parts during work with hands is similar to work with a rabbit on the chest. The work of the legs is different. The leg holders are moved to position B when the pads 66 are turned against the holes 76. To do this, the locking bolt fingers 74 are unscrewed from the holes 75 and screwed into the holes 76 on the cams 65. Now the leg forces are applied not down and back, as was the case with the position And in the rabbit on the chest, and upward, which is required for the rabbit on the back with the position B. Otherwise, the work and braking of both legs, including when they act together, is no different from the interaction with the rabbit on the chest. The shock-absorbing rubber tourniquet 84, like with a rabbit on the chest, together with the spring 80 helps to maintain the swimmer’s legs in weight, simulating the buoyancy of the legs in the water in the passive phase of movement.

Баттерфляй (дельфин) на груди - обеспечивается также как и кроль на груди, только руки работают совместно, т.е. пловец правой и левой ногами, правой и левой руками работает одновременно, а не попеременно как в кроле. В этом стиле плавания пловец работает и туловищем - он сгибается и разгибается в тазобедренных суставах и пояснице при каждом гребке руками и ногами. Это обеспечивается тем, что обойма 5 с кронштейном 6 для баттерфляя дополнительно подпружинивается. Если при кроле и брассе платформы 7 и 9 подпружинивались в основном за счет пружины сжатия 26 (сильной) амортизатора. Это пружина сжималась и уравновешивалась вес пловца, придавая ему требуемую позу, лежа с несколько приподнятой головой (см. фиг.1). Требуемая регулировка осуществлялась опорно-регулировочной гайкой 21, что при баттерфляе (дельфине) недостаточно. Поэтому под грудную платформу 9 подводится телескопический амортизатор 13 и крепится в проушине 11 посредством чеки 12. Этот амортизатор с пружиной 14 совместно с пружинами 23 и 25 обеспечивают раскачивание тела пловца при сгибаниях и разгибаниях пловца и тазобедренных суставах и в пояснице, имитируя реальное плавание. Остальные взаимодействия деталей аналогичны кролю. Butterfly (dolphin) on the chest - it is provided as well as a crawl on the chest, only the hands work together, i.e. the swimmer with his right and left feet, right and left hands works simultaneously, and not alternately as in a rabbit. In this style of swimming, the swimmer also works with the torso - he bends and unbends in the hip joints and lower back with each stroke with arms and legs. This is ensured by the fact that the clip 5 with the bracket 6 for butterfly stroke is additionally spring-loaded. If during the crawl and breaststroke the platforms 7 and 9 were spring-loaded mainly due to the compression spring 26 of the (strong) shock absorber. This spring was compressed and the weight of the swimmer was balanced, giving him the desired position, lying with his head slightly raised (see figure 1). The required adjustment was carried out by the support-adjusting nut 21, which is not enough for butterfly stroke (dolphin). Therefore, under the pectoral platform 9, a telescopic shock absorber 13 is brought in and secured in the eyelet 11 by means of a check 12. This shock absorber with spring 14 together with the springs 23 and 25 provide for the swaying of the swimmer’s body during flexion and extension of the swimmer and hip joints and in the lower back, simulating real swimming. The rest of the interactions of parts are similar to the rabbit.

Брасс на груди - взаимодействие деталей при работе рук описано в предыдущем разделе - оно отличается от кроля тем, что гребок осуществляется одновременно двумя руками по иной траектории, но и это вполне обеспечивается предлагаемым тренажером. Breaststroke on the chest - the interaction of details during the work of the hands is described in the previous section - it differs from the rabbit in that the stroke is carried out simultaneously with two hands along a different path, but this is also fully provided by the proposed simulator.

Работа ног иная - пловец осуществляет "отталкивания" одновременно двумя ногами сначала разводя, а затем вновь сводя их вместе. Для этого держатели ног устанавливаются в позицию В - отверстия 77 на кулачках 65. Стопорные винты-пальцы вывинчиваются из отверстий 75 и вывинчиваются с поворотом накладок 66 в отверстия 77. Стопы ног закрепляются ремнями 92 так же, как и при кроле на груди (см. фиг.13). Амортизационный резиновый жгут 84 подтягивается и закрепляется в более отдаленное отверстие 85 для увеличения нагрузки. Разведение и последующее сведение ног обеспечивается тем, что рычаг-стержни 70 отводятся в стороны и приводятся друг к другу благодаря пружинами 68, которые обеспечивают передачу усилия спереди назад и одновременно дают возможность обеспечить эту передачу усилий при разведении и сведении ног, что характерно для плавания брассом. Пружины 72 этих проушин способствуют этому. The legs work differently - the swimmer carries out “pushing” simultaneously with two legs, first spreading and then bringing them together again. To do this, the leg holders are installed in position B - holes 77 on the cams 65. The locking fingers are unscrewed from the holes 75 and unscrewed by turning the linings 66 into the holes 77. The feet are fastened with straps 92 in the same way as with a rabbit on the chest (see Fig.13). The rubber cushion 84 is tightened and secured to a more distant hole 85 to increase the load. Breeding and subsequent reduction of the legs is ensured by the fact that the lever rods 70 are retracted to the sides and are brought to each other by springs 68, which provide the transfer of force from front to back and at the same time make it possible to provide this transfer of effort when raising and lowering the legs, which is typical for swimming breaststroke . The springs 72 of these eyes contribute to this.

Регулировка - по линии рук выдвижением и фиксирование грудной платформы 9 на кронштейн 6 зажимным винтом 10. По длине ног - перемещением телескопической трубы 79 на рычаге-стержне 70. По весу тела спортсмена - навинчиванием или свинчиванием опорно-регулирующих гаек 21 и 24 амортизатора. По нагрузке на руки - поворотом вентиля 53 (перекрытием или открытием просвета канала трубки 47. По нагрузке на ноги навинчиванием или свинчиванием трубки цилиндра 59) поджатием или ослаблением пружины 61 толкателя 60), а также подтягивание или ослаблением резинового амортизационного жгута 84, закреплением его конца в одном из отверстий 85. Adjustment - along the line of the arms by extension and fixing of the chest platform 9 to the bracket 6 with a clamping screw 10. Along the length of the legs - by moving the telescopic pipe 79 on the lever-rod 70. By the weight of the athlete's body - by screwing or screwing on the shock absorbing support nuts 21 and 24. On the load on the hands - by turning the valve 53 (closing or opening the lumen of the channel of the tube 47. On the load on the legs by screwing or screwing the tube of the cylinder 59) by pressing or loosening the spring 61 of the pusher 60), as well as pulling up or loosening the rubber cushion strap 84, fixing its end in one of the holes 85.

Теперь, когда принцип работы устройства, как тренажера, моделирующего действия пловца при всех известных способах плавания, описан, можно перейти к описанию систем регистрации усилий спортсмена, без чего никакой эргометр немыслим. Разберем устройство и работу измерительного узла эргометра (см. фиг.14 и фиг.15). Now that the principle of operation of the device, as a simulator, simulating the actions of a swimmer with all known methods of swimming, is described, we can go on to describe the systems for recording the efforts of an athlete, without which no ergometer is unthinkable. We will analyze the device and the operation of the measuring unit of the ergometer (see Fig. 14 and Fig. 15).

Электрическая схема измерительного узла работает следующим образом. С помощью задающего генератора 1 вырабатываются импульсы ритма (см. фиг.14, 15), которые расширяются одновибратором 8, усиливаются усилителем мощности 9 и воспроизводятся звукоизлучающим устройством 10. Частота ритмических сигналов U₁ ¹ регулируется. Эти сигналы воспринимаются пловцом на слух, что позволяет ему выполнять гребковые движения руками и ногами в такт с ними.The electrical circuit of the measuring unit operates as follows. Using the master oscillator 1, rhythm pulses are generated (see Figs. 14, 15), which are expanded by a single vibrator 8, amplified by a power amplifier 9 and reproduced by a sound emitting device 10. The frequency of the rhythmic signals U ₁ ^{1 is} regulated. These signals are perceived by the swimmer by ear, which allows him to perform stroke movements with his hands and feet in time with them.

При выполнении движения, например, правой рукой или ногой, на выходе соответствующего видоэлемента 11, 12, появляется напряжение U₂, которое усиливается зарядовым усилителем 2 и подается на амплитудный детектор 4. Амплитудный детектор фиксирует максимальное значение поступающего на него напряжения и сохраняет его на весь период выполнения одного гребка (см. диаграмму U₄). Для этого амплитудный детектор выполнен со сбросом. Сброс детектора осуществляется импульсами U₁ ¹ в течение длительности этих импульсов. Амплитудный детектор может быть, выполнен так, как описано в книге Щербакова В. И., Грездова Г.И. Электронные схемы на операционных усилителях: Справочник - К.: Техника, 1983, на с. 169-173.When performing a movement, for example, with the right hand or foot, the voltage U ₂ appears at the output of the corresponding video element 11, 12, which is amplified by the charge amplifier 2 and supplied to the amplitude detector 4. The amplitude detector captures the maximum value of the voltage supplied to it and stores it for the whole period of one stroke (see diagram U ₄ ). For this, the amplitude detector is reset. The detector is reset by pulses U ₁ ¹ during the duration of these pulses. The amplitude detector can be made as described in the book of Shcherbakov V.I., Grezdova G.I. Electronic circuits on operational amplifiers: Reference - K .: Technics, 1983, p. 169-173.

Напряжение U₄ снимаемое с выхода амплитудного детектора 4 интегрируется фильтром 13 нижних частот для устранения высокочастотных составляющих сигнала и поступает на преобразователь 19 уровня, нагруженный на шкальный индикатор 15. В качестве преобразователя уровня, может быть использована, например, интегральная микросхема типа КР 1534 ПП2 (ТУ бКО 348.927-02), а в качестве шкального индикатора - вакуумно-люминесцентный, типа НЛТ6-30М (12МО.081.131ТУ).The voltage U ₄ taken from the output of the amplitude detector 4 is integrated by a low-pass filter 13 to eliminate the high-frequency components of the signal and is fed to a level converter 19 loaded on a dial indicator 15. As an example, a integrated circuit of the type КР 1534 ПП2 (for example, TU bKO 348.927-02), and as a scale indicator - vacuum-luminescent, type NLT6-30M (12MO.081.131TU).

Одновременно, напряжения U₂ и U₃, снимаемые с зарядовых усилителей 2, 3 суммируются сумматором 6 (см. диаграмму U₆) и подаются на третий амплитудный детектор 7. Сброс детектора 7 производится импульсами U₁ ², снимаемыми со второго выхода задающего генератора 1. Частота импульсов U₁ ² регулируется и значительно ниже частоты гребков. Это позволяет фиксировать суммарный уровень напряжения за много гребков обеими руками или ногами (см. диаграмму U₇).At the same time, the voltages U ₂ and U ₃ taken from the charge amplifiers 2, 3 are summed by the adder 6 (see diagram U ₆ ) and applied to the third amplitude detector 7. The detector 7 is reset by pulses U ₁ ² taken from the second output of the master oscillator 1 The pulse frequency U ₁ ^{2 is} adjustable and significantly lower than the stroke frequency. This allows you to fix the total voltage level for many strokes with both hands or feet (see diagram U ₇ ).

Таким образом, на индикаторе 15 можно регистрировать усилие, приложенное одной рукой, а на индикаторе 18 - другой. После переключения посредством коммутатора эти же показатели можно регистрировать и при работе ног. Кроме того, можно получить суммарные усилия как руками, так и ногами за определенное время работы пловца, для чего служит индикатор суммации 21. Выходом для эргометра должна быть работа и мощность. В заявке, например, Франции N 2356921 эти величины получены путем перемножения момента вращения (сила) на частоту вращения педалей (скорость). Поскольку в нашем устройстве вращение отсутствует, искомые величины получены не переумножением, а суммированием по цепочке 6-7-19-20-21. Thus, on the indicator 15, it is possible to register the force exerted by one hand, and on the indicator 18, the other. After switching through the switch, these same indicators can be recorded during the work of the legs. In addition, you can get the total effort with both hands and feet for a certain swimmer’s working time, for which the summation indicator 21 serves. The output for the ergometer should be work and power. In the application, for example, France N 2356921, these values are obtained by multiplying the torque (force) by the speed of the pedals (speed). Since there is no rotation in our device, the desired values were obtained not by multiplication, but by summing along the chain 6-7-19-20-21.

Тут достигнут тот же результат за определенное время работы пловца - общий итог работы за n число гребков руками и ногами. Мощность же получена путем простого деления (не требующего механизмов) на время работы. При этом можно иметь и работу и мощность каждой руки, каждой ноги, двух рук, двух ног и, наконец, результат в целом (фиг.14,15). Here the same result was achieved for a certain time the swimmer worked - the total result of the work for n number of strokes with arms and legs. Power is obtained by simple division (not requiring mechanisms) by the time of operation. In this case, it is possible to have both the work and power of each arm, each leg, two arms, two legs and, finally, the result as a whole (Figs. 14, 15).

Полагаем, что предлагаемый эргометр послужит ценным подспорьем для исследования действий пловцов различной спортивной специализации. Полученные с помощью эргометра данные можно использовать в учебно-тренировочном процессе при подготовке пловцов различной классификации. Таким образом, эргометр потребуется прежде всего для экспериментальной цели. Однако, если он содержит политренажер - легкий, разборный, переносной, рассчитанный на работу пловцов кролистов, брассистов, дельфинистов - то в качестве тренажера он потребуется спортивному коллективу и для детей, и для взрослых, и для тренировки, и для обучения плаванию. Хорошим бесшумным тренажером он послужит также любителям физкультуры в домашних условиях в роли велотренажера, но с более широким диапазоном возможных физических упражнений. We believe that the proposed ergometer will serve as a valuable tool for studying the actions of swimmers of various sports specializations. The data obtained with the help of an ergometer can be used in the educational process in the preparation of swimmers of various classifications. Thus, an ergometer will be required primarily for an experimental purpose. However, if it contains a multi-simulator - lightweight, collapsible, portable, designed for the work of swimmers, rabbits, brassists, and dolphinists - then as a simulator it will be needed by a sports team for children, adults, training, and swimming. It will also serve as a good silent simulator for physical education lovers at home as an exercise bike, but with a wider range of possible physical exercises.

Claims

ERGOMETER containing the base with the means for applying the efforts of the limbs of the test subject located on the platform, the sensors of the forces of the limbs of the test, mounted on the basis of telescopic rods with spring-loaded cams and a unit for measuring and indicating the forces of the limbs of the test, characterized in that, in order to increase the accuracy of the assessment the physical performance of the test subject by simulating the conditions for performing swimming exercises, he is equipped with liquid-filled containers trousers with spring-loaded drums coaxially mounted on them, mounted on the platform with a head restraint and additional probes for the test subject's limbs, the means for applying test subjects' limbs include a hand load unit made in the form of flexible rods with handles, which are strengthened with translational motion, and a load unit for legs in the form of holders of the feet, and the unit for measuring and indicating the efforts of the limbs of the test person contains a master oscillator, series-connected one-shot an ator, a power amplifier and a loudspeaker, an adder, a switch and chains of series-connected amplitude detector, a low-pass filter and a node for indicating the efforts of the limbs of the test person, while the foot holders are kinematically connected to the spring-loaded cams of telescopic rods, at the joints of the parts of which are placed the main and additional sensors the efforts of the limbs of the test subject, flexible rods are rigidly fixed to the spring-loaded drums, and the platform is spring-loaded and pivotally mounted on the base, the first in the output of the master oscillator is connected to the input of the one-shot and the control inputs of the first and second amplitude detectors, the outputs of the force probes of the limbs of the test subject are connected to the inputs of the switch, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second amplitude detectors and the inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the third amplitude detector, the second output of the generator is connected to the control input of the third amplitude detector.