RU203130U1

RU203130U1 - BIKE WITH COOLED LOADING UNIT

Info

Publication number: RU203130U1
Application number: RU2020141553U
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Лямзин; Артём Юрьевич Сергеев; Дмитрий Алексеевич Картамышев; Андрей Алексеевич Цырков; Максим Александрович Гитя; Алексей Николаевич Снятков; Владимир Сергеевич Кравченко; Максим Анатольевич Коржов; Виталий Валерьевич Сопьяненко; Владимир Владимирович Двоенко; Андрей Валерьевич Криворот; Борис Николаевич Сидоров; Денис Анатольевич Кустов; Денис Викторович Шабалин; Владимир Петрович Ковалев; Григорий Геннадьевич Дмитриев; Андрей Михайлович Фофанов; Георгий Павлович Рыбаков; Виктор Юрьевич Егоров; Ольга Сергеевна Михно
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-03-23

Abstract

Предложение относится к классу спортивных тренажеров, предназначенных для развития основных групп мышц, и может быть использовано для тренировки общего состояния здоровья тренирующихся, а также специальной подготовки спортсменов.Техническим результатом заявляемого предложения является повышение эффективности эксплуатации велотренажера.Технический результат достигается тем, что устанавливают жидкостно-воздушный радиатор, трубопроводами соединенный с герметичным корпусом, фронтом расположенный перпендикулярно потоку воздуха, создаваемому винтом, жестко закрепленным на валу, вращение которого обеспечивается угловым редуктором, состоящим из ведущей и ведомой конической шестерни.The proposal belongs to the class of sports simulators designed for the development of the main muscle groups, and can be used to train the general health of trainees, as well as special training of athletes. The technical result of the proposed proposal is to increase the efficiency of the exercise bike. The technical result is achieved by installing a liquid an air radiator connected by pipelines to a sealed casing, with its front located perpendicular to the air flow created by a screw rigidly fixed to the shaft, the rotation of which is provided by an angular gearbox consisting of a driving and driven bevel gear.

Description

Предложение относится к классу спортивных тренажеров, предназначенных для развития основных групп мышц, и может быть использовано для тренировки общего состояния здоровья тренирующихся, а также специальной подготовки спортсменов.The offer belongs to the class of sports simulators, designed for the development of the main muscle groups, and can be used to train the general health of trainees, as well as the special training of athletes.

Из уровня техники известен велотренажер (Патент на изобретение РФ №2255782, МПК А63В 22/06, опубл. 10.07.2005 г.), состоящий из основания на опорах, нагрузочного узла, выполненного в виде закрепленного на оси дискообразного элемента в форме эллипса с переменным радиусом и нагрузочного элемента, выполненного с возможностью поворота вокруг оси основания и содержащий концентрично расположенные втулки, между которыми размещен упругий элемент. Данное техническое решение позволяет обеспечивать изменение характера нагрузки в различных положениях педали за период цикла их вращения. Вместе с тем имеется значительный недостаток данной конструкции велотренажера заключающийся в том, что количество пиковых нагрузок за цикл вращения и их положение по длине цикла регламентируется дискообразным элементом, а именно его формой. Следовательно, при использовании такой конструкции сложно обеспечить индивидуальный подход к тренировке спортсменов. Для обеспечения индивидуального подхода необходимо иметь неограниченное количество дискообразных элементов различной формы и менять их в зависимости от задач тренировки, уровня подготовленности спортсмена и его физиологических особенностей.From the prior art, an exercise bike is known (Patent for invention of the Russian Federation No. 2255782, IPC А63В 22/06, publ. 10.07.2005), consisting of a base on supports, a load unit made in the form of a disk-shaped element fixed on an axis in the form of an ellipse with a variable radius and a load element rotatable around the base axis and containing concentrically located bushings, between which an elastic element is placed. This technical solution makes it possible to provide a change in the nature of the load in various positions of the pedal during the cycle of their rotation. At the same time, there is a significant drawback of this exercise bike design, which consists in the fact that the number of peak loads per rotation cycle and their position along the length of the cycle is regulated by a disk-shaped element, namely by its shape. Therefore, when using such a design, it is difficult to provide an individual approach to training athletes. To ensure an individual approach, it is necessary to have an unlimited number of disc-shaped elements of various shapes and change them depending on the training objectives, the level of the athlete's preparedness and his physiological characteristics.

Практически лишен перечисленных выше недостатков принятый за прототип велотренажер (Патент РФ №200919, МПК А63В 22/06, опубл. 18.11.2020), содержащий основание, стойки, сидение со штоком, руль со штангой, нагрузочный узел выполненный в герметичном корпусе и заполненный магнитореологической жидкостью, внутри него располагается ковшовое колесо с отверстиями в лопатках, жестко закрепленное на оси шатунов с педалями, а также электромагнитную катушку, выполненную с возможностью управления с помощью блока управления.Practically devoid of the above disadvantages adopted as a prototype exercise bike (RF Patent No. 200919, IPC А63В 22/06, publ. 11/18/2020), containing a base, racks, a seat with a rod, a steering wheel with a barbell, a load unit made in a sealed case and filled with a magnetorheological liquid, inside it there is a bucket wheel with holes in the blades, rigidly fixed on the axis of the connecting rods with pedals, as well as an electromagnetic coil made with the possibility of being controlled by the control unit.

Вместе с тем, в качестве недостатка следует отметить его низкую эффективность, обусловленную значительным нагревом магнитореологической жидкости внутри герметичного корпуса за счет преобразования механической энергии в тепловую. Это оказывает негативное воздействие на ресурс нагрузочного узла, а также снижает комфортность выполнения упражнений на тренажере.At the same time, as a disadvantage, its low efficiency should be noted, due to significant heating of the magnetorheological fluid inside the sealed housing due to the conversion of mechanical energy into thermal energy. This has a negative effect on the resource of the loading unit, and also reduces the comfort of performing exercises on the simulator.

Техническим результатом заявляемого предложения является повышение эффективности эксплуатации велотренажера.The technical result of the proposed proposal is to improve the efficiency of the exercise bike.

Технический результат достигается тем, что устанавливают жидкостно-воздушный радиатор, трубопроводами соединенный с герметичным корпусом, фронтом расположенный перпендикулярно потоку воздуха, создаваемому винтом, жестко закрепленным на валу, вращение которого обеспечивается угловым редуктором, состоящим из ведущей и ведомой конической шестерни.The technical result is achieved by installing a liquid-air radiator connected by pipelines to a sealed housing, located at the front perpendicular to the air flow created by a screw rigidly fixed to a shaft, the rotation of which is provided by an angular gearbox consisting of a driving and driven bevel gear.

Предложение поясняется рисунками.The proposal is illustrated with pictures.

На фиг. 1 изображена схема размещения узлов на тренажере, где 1 - основание, 2, 3 - стойки, 4 - шток, 5 - сидение, 6 - штанга, 7 - руль, 8 - нагрузочный узел, 9 - блок управления, 17 - жидкостно-воздушный радиатор, 18 - трубопроводы, 22 - винт.FIG. 1 shows the layout of the units on the simulator, where 1 - base, 2, 3 - racks, 4 - rod, 5 - seat, 6 - bar, 7 - steering wheel, 8 - load unit, 9 - control unit, 17 - liquid-air radiator, 18 - pipelines, 22 - screw.

На фиг. 2 представлена схема устройства нагрузочного узла с устройством охлаждения, где 10 - герметичный корпус трубопроводами 18 соединенный с жидкостно-воздушным радиатором 17. Внутри герметичного корпуса 10 заполненного магнитореологической жидкостью 13 располагается ковшовое колесо 11 с отверстиями в лопатках и электромагнитная катушка 12, 14 - ось шатунов с установленными на нее шатунами 15 с педалями 16, а также ведущей конической шестерней 20 углового редуктора. В зацепление с ведущей конической шестерней 20 входит ведомая коническая шестерня 19 жестко закрепленная на валу 21 на конце которого жестко установлен винт 22.FIG. 2 shows a diagram of a loading unit with a cooling device, where 10 is a sealed body by pipelines 18 connected to a liquid-air radiator 17. Inside the sealed body 10 filled with a magnetorheological fluid 13 is a bucket wheel 11 with holes in the blades and an electromagnetic coil 12, 14 - the axis of the connecting rods with 15 connecting rods installed on it with 16 pedals, as well as a leading bevel gear 20 of an angular gearbox. The driven bevel gear 19 meshes with the driving bevel gear 20, which is rigidly fixed on the shaft 21, at the end of which the screw 22 is rigidly mounted.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Перед началом работы устанавливают по высоте сидение 5 и руль 7 при помощи штока 4 и штанги 6, и по горизонтали расстояние между сидением 5 и рулем 7, изменяя положение стоек 2 и 3 поворотом их вокруг оси основания (на рисунке не показана) с последующей фиксацией. В зависимости от задач тренировки подбирают характер и величину нагрузки формируя план тренировки в блоке управления 9 тренажером.Before starting work, set the height of the seat 5 and the steering wheel 7 using the rod 4 and the rod 6, and horizontally the distance between the seat 5 and the steering wheel 7, changing the position of the racks 2 and 3 by turning them around the axis of the base (not shown in the figure) with subsequent fixation ... Depending on the tasks of training, the nature and size of the load are selected by forming a training plan in the control unit 9 of the simulator.

Обеспечение изменения характера и величины нагрузки в различных положениях педалей 16 за период цикла их вращения достигается следующим образом. При круговом педалировании усилие испытуемого на педали 16 через шатуны 15 передается в виде вращения на ось шатунов 14. Вращательное движение оси шатунов 14 обуславливает вращение жестко закрепленного на ней ковшового колеса 11 расположенного в герметичном корпусе 10 полость которого заполнена магнитореологической жидкостью 13. Внутри герметичного корпуса 10 размещается электромагнитная катушка 12 управляющий сигнал на которую поступает с блока управления 9 изменяя ее магнитное поле. При увеличении магнитного поля электромагнитной катушкой 12 увеличивается вязкость магнитореологической жидкости 13 которая заполняет внутреннее пространство нагрузочного узла 8. Повышенная вязкость магнитореологической жидкости препятствует ее свободному перетеканию через отверстия в лопатках ковшового колеса 11 обуславливая, таким образом, увеличение нагрузки по ходу вращения оси шатунов.Provision of changes in the nature and magnitude of the load in various positions of the pedals 16 during the cycle of their rotation is achieved as follows. With circular pedaling, the force of the test subject on the pedal 16 through the connecting rods 15 is transmitted in the form of rotation to the connecting rod axis 14. The rotational movement of the connecting rod axis 14 causes the rotation of the bucket wheel 11 rigidly fixed on it and located in the sealed housing 10 whose cavity is filled with a magnetorheological fluid 13. Inside the sealed housing 10 an electromagnetic coil 12 is placed, the control signal to which is received from the control unit 9, changing its magnetic field. With an increase in the magnetic field, the electromagnetic coil 12 increases the viscosity of the magnetorheological fluid 13, which fills the inner space of the load unit 8. The increased viscosity of the magnetorheological fluid prevents its free flow through the holes in the blades of the bucket wheel 11, thus causing an increase in the load along the rotation of the connecting rod axis.

В свою очередь в случае, когда управляющий сигнал с блока управления 9 формирует меньшее магнитное поле, вязкость магнитореологической жидкости закономерно снижается что способствуют более свободному перетеканию через отверстия в лопатках ковшового колеса 11. Свободный переток магнитореологической жидкости через отверстия в лопатках ковшового колеса 11 обуславливает снижение нагрузки на педалях 16 велотренажера.In turn, in the case when the control signal from the control unit 9 forms a smaller magnetic field, the viscosity of the magnetorheological fluid naturally decreases, which contributes to a more free flow through the holes in the blades of the bucket wheel 11. Free flow of the magnetorheological fluid through the holes in the blades of the bucket wheel 11 causes a decrease in the load on the pedals of 16 exercise bike.

Преобразования механической энергии в тепловую, обусловливает значительный нагрев магнитореологической жидкости 13 внутри герметичного корпуса 10, что вызывает дискомфорт при выполнении упражнения на тренажере. С целью рассеивания избыточной теплоты в окружающую среду и охлаждения магнитореологической жидкости 13 устанавливают жидкостно-воздушный радиатор 17 трубопроводами 18 соединенный с герметичным корпусом 10. Циркуляция магнитореологической жидкости 13 через жидкостно-воздушный радиатор 17 обеспечивается за счет кинетической энергии получаемой от вращения ковшового колеса 11 (см. фиг. 2). С целью повышения эффективности охлаждения магнитореологической жидкости 13 жидкостно-воздушный радиатор 17 фронтом располагают перпендикулярно потоку воздуха, создаваемому при вращении винта 22 жестко закрепленного на валу 21. Вал 21 приводится во вращение от оси шатунов через угловой редуктор, состоящий из ведущей 20 и ведомой 19 конической шестерни. При круговом педалировании усилие спортсмена на педали 16 через шатуны 15 передается в виде вращения на ось шатунов 14. Вращательное движение оси шатунов 14 обуславливает вращение жестко закрепленной на ней ведущей конической шестерни 20. Далее, вращение с ведущей конической шестерни 20 передается на ведомую коническую шестерню 19 жестко установленную на валу 21 и далее на винт 22. Вращение винта 22 создает воздушный поток, направляемый в сторону фронта жидкостно-воздушного радиатора 17. В результате происходит эффективное охлаждение магнитореологической жидкости 13.The transformation of mechanical energy into thermal energy causes significant heating of the magnetorheological fluid 13 inside the sealed housing 10, which causes discomfort when performing exercise on the simulator. In order to dissipate excess heat into the environment and cool the magnetorheological fluid 13, a liquid-air radiator 17 is installed with pipelines 18 connected to the sealed housing 10. The circulation of the magnetorheological fluid 13 through the liquid-air radiator 17 is provided by the kinetic energy obtained from the rotation of the bucket wheel 11 (see Fig. 2). In order to increase the efficiency of cooling the magnetorheological fluid 13, the liquid-air radiator 17 is positioned with its front perpendicular to the air flow created by the rotation of the screw 22 rigidly fixed on the shaft 21. The shaft 21 is rotated from the connecting rod axis through an angular gearbox consisting of a leading 20 and a driven 19 conical gears. With circular pedaling, the effort of the athlete on the pedal 16 through the connecting rods 15 is transmitted in the form of rotation to the connecting rod axis 14. The rotational movement of the connecting rod axis 14 causes the rotation of the drive bevel gear 20 rigidly fixed on it. Further, the rotation from the driving bevel gear 20 is transmitted to the driven bevel gear 19 rigidly mounted on the shaft 21 and further on the screw 22. Rotation of the screw 22 creates an air flow directed towards the front of the liquid-air radiator 17. As a result, the magnetorheological fluid 13 is effectively cooled.

По сравнению с прототипом предлагаемый велотренажер с охлаждаемым нагрузочным узлом обладает повышенной эффективностью при эксплуатации.Compared to the prototype, the proposed exercise bike with a cooled loading unit has increased efficiency during operation.

Claims

An exercise bike with a cooled loading unit, containing a base, racks, a seat with a rod, a handlebar with a barbell, a loading unit made in a sealed case and filled with a magnetorheological fluid, inside it is a bucket wheel with holes in the blades, rigidly fixed on the axis of the connecting rods with pedals, and also an electromagnetic coil, made with the possibility of control using a control unit, characterized in that a liquid-air radiator is installed, connected by pipelines to a sealed housing, with a front located perpendicular to the air flow created by a screw rigidly fixed to the shaft, the rotation of which is provided by an angular gearbox consisting of from the driving and driven bevel gear.