RU2081645C1 - Bicycle-type training apparatus - Google Patents
Bicycle-type training apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081645C1 RU2081645C1 RU93057769A RU93057769A RU2081645C1 RU 2081645 C1 RU2081645 C1 RU 2081645C1 RU 93057769 A RU93057769 A RU 93057769A RU 93057769 A RU93057769 A RU 93057769A RU 2081645 C1 RU2081645 C1 RU 2081645C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- support
- rotary support
- rotating
- blades
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно: класс спортивных, лечебных и развлекательных тренажеров, и может быть использовано в создании тренажеров для авиапилотов или акробатов. The invention relates to the field of engineering, namely: a class of sports, medical and recreational simulators, and can be used in creating simulators for air pilots or acrobats.
Широко известны тренажеры, содержащие основание, раму, привод, имитатор нагрузки в виде маховика с педальным приводом и с механизмом возвратно-поступательного перемещения рамы (см. например, авт.св.N 1720670). Widely known are simulators containing a base, a frame, a drive, a load simulator in the form of a flywheel with a pedal drive and with a mechanism for reciprocating movement of the frame (see, for example, ed. St. N 1720670).
Данные конструкции тренажеров вполне работоспособны, но имеют следующий недостаток: нагрузка мышечной системы и вестибулярного аппарата тренирующегося человека обеспечивается неполноценно, т.к. не имитируются неустойчивое положение центра тяжести и ветровое сопротивление в зависимости от скорости движения, что сужает область воздействия тренажера на человека. These design simulators are fully functional, but have the following drawback: the load of the muscular system and the vestibular apparatus of the training person is provided inadequately, because the unstable position of the center of gravity and wind resistance are not simulated depending on the speed of movement, which narrows the scope of the simulator's impact on a person.
Усложнением тренажера путем введения дополнительных механизмов для разнонаправленного силового воздействия на тренирующегося человека этот недостаток в значительной мере может быть устранен, но это приведет к увеличению массы, габаритов, атакже трудоемкости при изготовлении. By complicating the simulator by introducing additional mechanisms for multidirectional force impact on the training person, this drawback can be largely eliminated, but this will lead to an increase in weight, dimensions, and laboriousness in manufacturing.
Известен также тренажер, взятый за прототип изобретения, содержащий основание, поворотную опору, несущую раму с седлом, рулем и педальным механизмом, кинематически связанным со средством для создания нагрузки, и средство для изменения положения опоры (см. авт. св. N 936951). Also known is a simulator, taken as a prototype of the invention, containing a base, a rotary support, a supporting frame with a saddle, steering wheel and pedal mechanism kinematically connected with the means for creating a load, and means for changing the position of the support (see ed. St. N 936951).
Этот тренажер вполне работоспособен и полнее нагружает мышечную систему человека. This simulator is fully functional and more fully loads the human muscular system.
Недостатками тренажера по прототипу являются неадекватная имитация переменного воздушного сопротивления движущемуся велосипеду вследствие применения фрикционного барабана и контактирующих с ним роликов, шарнирно смонтированных на плече рычага, связанного с седлом, что не позволяет создавать сопротивление вращению педалей пропорционально скорости набегающего потока воздуха (скорости велосипеда, или ветра):
ξ=ρ•V2•A, где
ρ плотность воздуха;
V скорость набегающего потока воздуха относительно велосипедиста;
A коэффициент потерь на трение о воздух,
а также отсутствие имитации поперечной неустойчивости (крен), устраняемой гироскопическим моментом ротора (колес) при педалировании на движущемся велосипеде.The disadvantages of the prototype simulator are inadequate imitation of variable air resistance to a moving bicycle due to the use of a friction drum and rollers in contact with it, pivotally mounted on the shoulder of a lever connected to the saddle, which does not allow creating resistance to pedaling in proportion to the speed of the incoming air flow (speed of the bicycle or wind ):
ξ = ρ • V 2 • A, where
ρ air density;
V is the speed of the air flow relative to the cyclist;
A coefficient of friction loss against air,
and also the lack of imitation of lateral instability (roll), eliminated by the gyroscopic moment of the rotor (wheels) when pedaling on a moving bicycle.
Усложнением тренажера путем введения дополнительных механизмов эти недостатки могут быть устранены лишь частично с изменением схемы подвески рамы тренажера и усложнением конструкции. By complicating the simulator by introducing additional mechanisms, these shortcomings can be eliminated only partially with a change in the suspension scheme of the simulator frame and the complexity of the design.
Изобретение направлено на повышение эффективности имитации велосипедного педального привода и создание близкой к натуральной нагрузки на вестибулярный аппарат и мышечную систему тренирующегося человека, возникающей при преодолении поперечной неустойчивости (крена) и центробежных сил виража, т.е. расширение области воздействия на человека. The invention is aimed at increasing the efficiency of simulating a bicycle pedal drive and creating a load that is close to the natural load on the vestibular apparatus and muscular system of a training person arising from overcoming transverse instability (roll) and centrifugal bending forces, i.e. expanding the scope of human exposure.
Этот результат достигается тем, что поворотная опора установлена на вертикальной оси основания, а рама смонтирована на поворотной опоре через блок подвесок, снабженный узлами фиксации его на поворотной опоре, механизмом торможения вращения поворотной опоры и регулируемыми по амплитуде узлами амортизации крена рамы, при этом средство для создания нагрузки и средство для вращения поворотной опоры выполнены за одно целое в виде лопастей с регулируемыми элеронами и размещены на раме. This result is achieved by the fact that the pivot bearing is mounted on the vertical axis of the base, and the frame is mounted on the pivot bearing through a suspension unit provided with fixation units on the pivot bearing, a rotation rotation braking mechanism and amplitude-controlled damping units of the frame roll, while creating a load and means for rotating the rotary support are made in one piece in the form of blades with adjustable ailerons and placed on the frame.
Такое выполнение велотренажера реализуют имитацию переменного воздушного сопротивления движущемуся велосипедисту за счет применения воздушных лопастей с регулируемыми элеронами, а также реализует близкую к натуральной нагрузку на вестибулярный аппарат и мышечную систему тренирующегося человека за счет воздействия на него, как стабилизирующего гироскопического момента сил вращающегося ротора воздушного винта (лопастей), а также и дестабилизирующих моментов сил реакции с воздухом вращающихся лопастей, присутствие которых обеспечивается наличием поворотной опоры, установленной на вертикальной оси основания, и рамой, смонтированной на поворотной опоре через блок подвесок с узлами фиксации на поворотной опоре, механизмом торможения вращения поворотной опоры и регулируемыми по амплитуде узлами амортизации крена рамы. Such an exercise bike exercise imitates alternating air resistance to a moving cyclist through the use of air blades with adjustable ailerons, and also implements a load that is close to the natural load on the vestibular apparatus and the muscular system of a training person due to the effect of a rotating gyroscopic torque of the rotor rotor’s rotor rotor ( blades), as well as the destabilizing moments of the reaction forces with the air of the rotating blades, the presence of which ensures aetsya presence rotary support mounted on the vertical axis of the base, and a frame mounted on the rotary support through a fixing unit suspension assemblies on a rotary support, the rotation braking mechanism and rotatable support frame adjustable in amplitude roll damping nodes.
На фиг. 1 схематически представлен боковой вид велотренажера; на фиг. 2
сечения А-А и Б-Б.In FIG. 1 is a schematic side view of an exercise bike; in FIG. 2
sections A-A and B-B.
Велотренажер содержит основание 1, поворотную опору 2, раму 3 с седлом 4, рулем 5 и педальным механизмом 6. The exercise bike contains a base 1, a
В отличие от прототипа поворотная опора 2 установлена на вертикальной оси 7 основания 1, а рама 3 смонтирована на поворотной опоре через блок 8 подвесок, снабженный узлами 9 фиксации его на поворотной опоре, механизмом 10 торможения вращения поворотной опоры и регулируемыми по амплитуде узлами 11 амортизации крена рамы, при этом средство для создания нагрузки и средство для вращения поворотной опоры выполнены за одно целое в виде лопастей 12 с регулируемыми элеронами 13 и размещены на раме 3. Для повышения безопасности вокруг воздушных лопастей 12 может быть установлено решетчатое (сетчатое) ограждение. Регулирование положения элеронов 13 производится посредством рычага 14, втулок 15 и 16, тяг 17 и 18. Регулирование по амплитуде узлов 11 производится посредством затяжки гайками 19 пружин 20, между которыми на оси штоков-маятников 21 установлены опоры 22 рулевой вилки 23 и задней вилки 24. При полной затяжке гаек 19 опоры 22 жестко фиксируются, крен рамы 3 исключается. Рама 3 установлена на блок 8 подвесок посредством оси 35, подшипников 36 и 37, стоек 38 и 39; взаимодействие рамы 3 с узлами 11 амортизации крена рамы осуществляется посредством жестко связанной с задней вилкой 24 рамы траверсы 40; взаимодействие рулевой вилки 23 с узлами 11 амортизации крена рамы осуществляется посредством жестко связанной с вилкой рулевой 23 траверсы 40. Воздействие педального механизма на воздушные лопасти 12 осуществляется посредством приводной цепи 25, редуктора 26, вала 27, размещенного в трубе 28, связанной с рамой 3. Торможение вращения поворотной опоры 2 осуществляется посредством пяты 29, воздействующей на основание 1 и связанной через шток 30 и тягу 31 с рычагом 32, фиксируемым в секторной вилке 33 винтом-стопором 34. Unlike the prototype, the pivot bearing 2 is mounted on the
Велотренажер используется в следующем порядке:
настраивается требуемая амплитуда крена рамы 3 затяжкой пружин 20 гайками 19; при необходимости упрощения использования велотренажера в период его основания рама 3 для исключения крена может быть жестко фиксирована на штоках-маятниках 21 путем затяжки до упора гаек 19, т.е. до соприкосновения витков пружин 20, что приведет к жесткой фиксации опор 22 и связанных с ними траверс 40, жестко связанных, с задней 24 и рулевой 23 вилками рамы 3;
настраивается положение рамы 3 относительно вертикальной оси 7 основания 1 путем смещения блока 8 подвесок вдоль поворотной опоры 2 и закрепления выбранного положения ее узлами 9 фиксации; такой настройкой достигается требуемое удобное при вращении вокруг вертикальной оси 7 положение центра массы организма тренирующегося человека, занявшего исходное положение на велотренажере, это удобное положение уточняется при опробовании велотренажера в действии: если центр массы организма тренирующегося человека находится между осью 7 и рулем 5, то при вращении вокруг оси 7 центробежная сила увлекает человека к рулю 5 и создается "нагрузка упора" на мышечную систему человека, а если центр массы организма находится между осью 7 и седлом 4, то при вращении вокруг оси 7 центробежная сила увлекает человека от руля 5 и создается "нагрузка растяжения" на мышечную систему человека;
тренирующийся человек занимает рабочее положение на седле 4, берется за руль 5 и вращает ногами педальный механизм 6, при этом усилие от ног посредством приводной цепи 25, редуктора 26, вала 27, расположенного для безопасности в трубе 28, передается к лопастям 12 воздушного винта средству для создания нагрузки, являющемуся одновременно средством для вращения поворотной опоры 2, т.к. лопасти 12 воздушного винта, взаимодействуя с окружающим воздухом, при вращении создают момент сил, передающийся по раме 3 через блок 8 подвесок на поворотную опору 2 и вращающий ее в направлении, противоположном направлению вращения лопастей 12 воздушного винта; величина момента сил зависит от скорости вращения лопастей 12 (т.е. частоты вращения педалей педального механизма 6), угла отклонения элеронов 13, усилия от трения пяты 29 ( механизма 10 торможения) по основанию 1, Такое сочетание средств управления вращением создает возможность при выбранной постоянной частоте вращения педалей педального механизма 6 увеличивать или уменьшать силовую нагрузку на мышечную систему тренирующегося человека путем регулирования положения элеронов 13 посредством рычага 14 через втулки 15 и 16 и тяги 17 и 18. Чем больше отклонение плоскости элеронов 13 от плоскости лопастей 12, тем больше силовая нагрузка на мышечную систему тренирующегося человека, а рост скорости вращения поворотной опоры по желанию можно при этом удержать посредством механизма 10 торможения, кинематически не связанного с педальным механизмом 6, т.е. величина усилия от торможения вращения поворотной опоры 2 не влияет на величину усилия в педальном механизме 6: поворотная опора 2, например, по причине достижения предельной нагрузки на вестибулярный аппарат тренирующегося человека (закружилась голова) может быть полностью заторможена воздействием на рычаг 32, связанный через шток 30 и тягу 31 с тормозной пятой 29 и фиксируемый в выбранном положении в секторной вилке 33 винтом-стопором 34 при продолжающемся вращении педалей педального механизма 6.The exercise bike is used in the following order:
the required amplitude of the roll of the frame 3 is adjusted by tightening the
the position of the frame 3 relative to the
the training person occupies a working position on the
Таким образом, вращая педали, покачивая-поворачивая руль 5, как при езде на велосипеде (в какую сторону кренится рама в ту сторону поворачивают руль) и динамично смещая центр массы организма, тренирующийся на таком велотренажере человек поддерживает равновесие, производя все маневры мышечной системы при участии вестибулярного аппарата организма, характерные для езды на велосипеде. Во время работы на велотренажере воздушным винтом из лопастей 12 производится обдув тренирующегося человека воздухом с переменной скоростью, прямо зависящей от скорости вращения педалей педального механизма 6,3, что повышает уровень эмоциональных и сенсорных ощущений, способствует достижению комфортности в теплорегуляции организма тренирующегося человека. При заторможенном состоянии поворотной опоры 2 и незафиксированных опорах 22 в узлах 11 амортизации крена рамы 3 вращающийся воздушный винт из лопастей 12 создает стабилизирующий раму 3 по крену гироскопический момент аналогично вращающимся колесам движущегося велосипеда создается имитация езды на прямолинейно движущемся велосипеде. Thus, by turning the pedals, rocking and turning the
При расторможенном состоянии поворотной опоры 2 и незафиксированных опорах 22 в узлах 11 амортизации крена рамы 3 вращающийся воздушный винт из лопастей 12 создает дестабилизирующий раму 3 по крену гироскопический момент вследствие возникновения сила Кориолиса, как у быстро вращающегося волчка при его вращении вокруг оси, не совпадающей с осью вращения волчка, аналогично вращающимся колесам движущегося велосипеда создается имитация виража при езде на велосипеде, "крутизна" виража зависит от скорости вращения поворотной опоры 2 чем выше скорость, тем больше сила Кориолиса, тем "круче" имитируемый вираж. Направление вращения поворотной опоры 2 может изменяться на противоположное при вращении педалей педального привода 6 в обратном направлении. When the
Использование изобретения позволяет достигать высокой степени имитации езды на велосипеде в сложных дорожных условиях: встречный ветер, виражи, спуски и подъемы пути, при этом обеспечиваются сходные эмоциональные и сенсорные ощущения и эквивалентные нагрузки на вестибулярный аппарат и мышечную систему тренирующегося человека. Using the invention allows to achieve a high degree of imitation of cycling in difficult road conditions: headwind, turns, descents and ascents of the path, while providing similar emotional and sensory sensations and equivalent loads on the vestibular apparatus and muscular system of a training person.
Особенно эффективно изобретение может быть использовано для профессиональных тренировок, например, пилотов летательных аппаратов, а также для детских и соревновательных аттракционов или акробатов. The invention can be especially effectively used for professional training, for example, pilots of aircraft, as well as for children's and competitive attractions or acrobats.
Экспериментальная проверка опытного образца, проведенная заявителями, показала повышение эффективности тренировки на таком велотренажере по сравнению с прототипом. An experimental test of the prototype conducted by the applicants showed an increase in the effectiveness of the training on such an exercise bike compared to the prototype.
Заявляемая совокупность признаков реализует новое свойство по сравнению с прототипом качественное улучшение психофизического воздействия на организм тренирующегося человека вследствие существенного улучшения имитации движения на велосипеде по пересеченной местности с поворотом дороги, при этом все виды движений велотренажера осуществляются только мускульной силой тренирующегося человека. The claimed combination of features realizes a new property compared with the prototype, a qualitative improvement in the psychophysical effects on the body of the training person due to a significant improvement in the simulation of movement of a bicycle over rough terrain with a turn of the road, while all types of movements of the exercise bike are carried out only by the muscular strength of the training person.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93057769A RU2081645C1 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Bicycle-type training apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93057769A RU2081645C1 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Bicycle-type training apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2081645C1 true RU2081645C1 (en) | 1997-06-20 |
RU93057769A RU93057769A (en) | 1998-02-27 |
Family
ID=20150923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93057769A RU2081645C1 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Bicycle-type training apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081645C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472557C2 (en) * | 2007-08-30 | 2013-01-20 | УИЛСОН Ян Джон | Ergometric simulator |
US8870001B2 (en) | 2011-10-28 | 2014-10-28 | Shanghai Sany Science And Technology Co., Ltd | Mobile counterweight equipment of crawler crane and the crane including the equipment |
EA022750B1 (en) * | 2007-08-17 | 2016-02-29 | РИАЛРАЙДЕР, ЭлЭлСи | Bicycling exercise apparatus |
RU2729088C1 (en) * | 2016-01-11 | 2020-08-04 | УОТТБАЙК АйПи ЛИМИТЕД | Stationary ergometric exerciser |
-
1993
- 1993-12-27 RU RU93057769A patent/RU2081645C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 936951, кл. А 63 В 69/16,1982. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA022750B1 (en) * | 2007-08-17 | 2016-02-29 | РИАЛРАЙДЕР, ЭлЭлСи | Bicycling exercise apparatus |
RU2472557C2 (en) * | 2007-08-30 | 2013-01-20 | УИЛСОН Ян Джон | Ergometric simulator |
US8641581B2 (en) | 2007-08-30 | 2014-02-04 | Wattbike Ip Limited | Ergometric training device |
US8870001B2 (en) | 2011-10-28 | 2014-10-28 | Shanghai Sany Science And Technology Co., Ltd | Mobile counterweight equipment of crawler crane and the crane including the equipment |
RU2729088C1 (en) * | 2016-01-11 | 2020-08-04 | УОТТБАЙК АйПи ЛИМИТЕД | Stationary ergometric exerciser |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5533899A (en) | Motorcycle trainer | |
CN106861181B (en) | Detachable platform type bicycle exercise training device | |
US4957282A (en) | Gyro-cycle | |
US4925183A (en) | Indoor-rollbike apparatus | |
US3432164A (en) | Exercising machine | |
US8333681B2 (en) | Speed controlled strength machine | |
US4441705A (en) | Exercising apparatus | |
US7927258B2 (en) | Bicycling exercise apparatus | |
US7963889B2 (en) | Indoor exercise cycle with tilt function | |
AU2009257210B2 (en) | Stationary articulated bicycle | |
US7179205B2 (en) | Differential motion machine | |
US7481746B2 (en) | Static pedalling fitness apparatus with lateral swinging | |
US4932651A (en) | Bicycle training device | |
US8608626B2 (en) | Rowing machine simulator | |
JPH08506035A (en) | Skating practice exercise apparatus and method | |
JPH0284970A (en) | Bicycle moving equipment | |
RU2081645C1 (en) | Bicycle-type training apparatus | |
CN1037460A (en) | Bicycle supports and load mechanism | |
US20090005223A1 (en) | Back twister | |
CN107207068B (en) | Dry land ski | |
US11975235B2 (en) | Cycling or motorcycling simulator for recreation and physical exercise | |
EP1616601B1 (en) | Training bench for cyclists | |
CN207101743U (en) | One kind is rowed the boat exercycle | |
EP2014339B1 (en) | Cycling training device for application on bicycles | |
CN215706908U (en) | Whole body exercise bicycle |