RU211884U1 - COOLED LOAD UNIT OF MAGNETIC FLUID EXERCISER BIKE - Google Patents
COOLED LOAD UNIT OF MAGNETIC FLUID EXERCISER BIKE Download PDFInfo
- Publication number
- RU211884U1 RU211884U1 RU2021133971U RU2021133971U RU211884U1 RU 211884 U1 RU211884 U1 RU 211884U1 RU 2021133971 U RU2021133971 U RU 2021133971U RU 2021133971 U RU2021133971 U RU 2021133971U RU 211884 U1 RU211884 U1 RU 211884U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- load unit
- pipelines
- sealed housing
- check valves
- Prior art date
Links
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 title claims description 5
- 230000036545 exercise Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 210000003205 Muscles Anatomy 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 102200002498 BPIFB2 A63V Human genes 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к классу спортивных тренажеров, в частности к велотренажерам. Техническим результатом заявляемого предложения является повышение эффективности эксплуатации велотренажера за счет охлаждения нагрузочного узла. Технический результат достигается тем, что устанавливают теплоизоляционный кожух с отверстиями, внутри которого размещают гидротурбину с лопастями, трубопроводами соединенную с подпоршневой и надпоршневой полостями герметичного корпуса. В сквозных каналах поршня и трубопроводах устанавливают обратные клапаны.The utility model belongs to the class of sports equipment, in particular to exercise bikes. The technical result of the proposed proposal is to increase the efficiency of the exercise bike by cooling the load unit. The technical result is achieved by installing a heat-insulating casing with holes, inside which a hydraulic turbine with blades is placed, connected by pipelines to the under-piston and above-piston cavities of the sealed housing. Check valves are installed in the through channels of the piston and pipelines.
Description
Предложение относится к классу спортивных тренажеров, в частности к велотренажерам.The offer refers to the class of sports equipment, in particular to exercise bikes.
Известен велотренажер (Патент на изобретение SU 1301419, А63В 23/04 / Авторы В.Г. Воронин, В.Э. Воловик, Л.П. Левин и др., опубл. 07.04.87 г.). Велотренажер содержит складную раму Х-образной формы с опорными элементами и механизмом фиксации положения шарнирно соединенных звеньев рамы относительно друг друга. На звене рамы установлены педальный механизм с закрепленными на валу шатунами-педалями и нагрузочное устройство. Нагрузочное устройство содержит маховое колесо, закрепленное на валу педального механизма и выполненное в виде дугообразных грузовых элементов, взаимодействующих с тормозной лентой, с винтовым средством регулирования ее натяжения.Known exercise bike (Patent for invention SU 1301419,
Недостатком известного предложения является то, что нагрузочный узел данного тренажера не позволяет обеспечить быстрое изменение нагрузки в различных положениях педалей за период цикла их вращения.The disadvantage of the known proposal is that the load unit of this simulator does not allow for a rapid change in the load in different positions of the pedals during the cycle of their rotation.
Также известен тренажер (Патент на изобретение RU №2334535 / Автор A.M. Архипов, опубл. 27.11.2003 г.), содержащий нагрузочный узел, складную раму с опорными элементами и механизмом фиксации положения шарнирно соединенных звеньев рамы относительно друг друга, установленный на звене рамы педальный механизм с закрепленными на коленчатом валу шатунами-педалями.Also known is a simulator (Patent for invention RU No. 2334535 / Author A.M. Arkhipov, publ. 27.11.2003), containing a load unit, a folding frame with support elements and a mechanism for fixing the position of the pivotally connected frame links relative to each other, mounted on the frame link pedal mechanism with pedals attached to the crankshaft.
Недостатком данной конструкции, как и в первом случае, является отсутствие возможности регулирования закона изменения нагрузки за один цикл вращения педалей или во время выполнения последовательных движений одной серии. То есть при использовании такой конструкции сложно обеспечить индивидуальный подход к тренировке спортсмена.The disadvantage of this design, as in the first case, is the inability to control the law of load changes in one cycle of pedaling or during the execution of successive movements of one series. That is, when using such a design, it is difficult to provide an individual approach to the training of an athlete.
Следует отметить, что на сегодняшний день хорошо известны высокоэффективные режимы тренировки, которые предполагают изменение тренировочной нагрузки как в процессе выполнения одного движения, так и во время выполнения последовательных движений одной серии. Тренировочная целесообразность варьирования нагрузки вовремя одного движения связана с тем, что сила, развиваемая сокращающейся мышцей, зависит от ее длины у разных людей, причем зависимость «сила-длина мышцы» для разных мышц одного человека может существенно различаться. Таким образом, становится очевидно, что использование переменной нагрузки, изменяющийся во время выполнения движения в соответствии с физиологическими особенностями тренируемой группы мышц, более эффективно для полноценной физической тренировки.It should be noted that today highly effective training modes are well known, which involve changing the training load both in the process of performing one movement and during the performance of successive movements of one series. The training expediency of varying the load during one movement is due to the fact that the force developed by a contracting muscle depends on its length in different people, and the “strength-muscle length” relationship for different muscles of one person can vary significantly. Thus, it becomes obvious that the use of a variable load, which changes during the execution of the movement in accordance with the physiological characteristics of the trained muscle group, is more effective for a full-fledged physical training.
Наиболее близким аналогом к заявленному предложению является магнитожидкостный велотренажер (Патент RU №199785 опубл. 21.09.2020 г.), содержащий нагрузочный узел, выполненный в герметичном корпусе, в котором расположен поршень с электромагнитной катушкой и сквозными каналами, сообщающими подпоршневую и надпоршневую полости, заполненные магнитореологической жидкостью, складную раму с опорными элементами и механизмом фиксации положения шарнирно соединенных звеньев рамы относительно друг друга, установленный на звене рамы педальный механизм с закрепленными на коленчатом валу шатунами-педалями, при этом нагрузочный узел выполнен с возможностью управления с помощью персонального компьютера.The closest analogue to the claimed proposal is a magnetic fluid exercise bike (Patent RU No. 199785 publ. 09/21/2020), containing a load assembly made in a sealed housing, in which a piston with an electromagnetic coil and through channels is located, communicating the under-piston and over-piston cavities, filled magnetorheological fluid, a folding frame with supporting elements and a mechanism for fixing the position of the pivotally connected frame links relative to each other, a pedal mechanism mounted on the frame link with connecting rods-pedals fixed on the crankshaft, while the load unit is configured to be controlled by a personal computer.
В качестве недостатка следует отметить его низкую эффективность, обусловленную значительным нагревом магнитореологической жидкости внутри герметичного корпуса за счет преобразования механической энергии в тепловую, а также трения поршня о внутреннюю поверхность герметичного корпуса. Это оказывает негативное воздействие на ресурс нагрузочного узла, а также ухудшает комфортность выполнения упражнений на тренажере.As a disadvantage, it should be noted its low efficiency, due to the significant heating of the magnetorheological fluid inside the sealed housing due to the conversion of mechanical energy into thermal energy, as well as the friction of the piston on the inner surface of the sealed housing. This has a negative impact on the resource of the load unit, and also worsens the comfort of performing exercises on the simulator.
Техническим результатом заявляемого предложения является повышение эффективности эксплуатации велотренажера, за счет охлаждения нагрузочного узла.The technical result of the proposed proposal is to increase the efficiency of the exercise bike, due to the cooling of the load unit.
Технический результат достигается тем, что устанавливают теплоизоляционный кожух с отверстиями, внутри которого размещают гидротурбину с лопастями, трубопроводами соединенную с подпоршневой и надпоршневой полостями герметичного корпуса. В сквозных каналах поршня и трубопроводах устанавливают обратные клапаны.The technical result is achieved by installing a heat-insulating casing with holes, inside which a hydraulic turbine with blades is placed, connected by pipelines to the under-piston and above-piston cavities of the sealed housing. Check valves are installed in the through channels of the piston and pipelines.
Предложение поясняется рисунками.The proposal is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображена схема размещения узлов на тренажере, где 1 - рама с двумя опорами, 2 - седло, 3 - руль. Звенья 4, 5, 6 рамы соединены шарниром 7. Механизм фиксации положения звеньев 4, 5, 6 рамы представляет собой замкнутую цепочку из шарнирно соединенных между собой стержней 8 и звеньев рамы 4, 6, ползуна 9 и фиксатора 10. На звене 4 рамы закреплен коленчатый вал И педального механизма с шатунами-педалями 12. Нагрузочный узел содержит шток 13 с поршнем 14, одним концом шарнирно закрепленный на коленчатом валу 11, а другим установлен с возможностью перемещения в герметичном корпусе 15, шарнирно закрепленном на звене 5 рамы. Поверх герметичного корпуса 15 установлен теплоизоляционный кожух 16. Управление тренажером осуществляется с помощью персонального компьютера 17.In FIG. 1 shows the layout of the nodes on the simulator, where 1 is a frame with two supports, 2 is a saddle, 3 is a steering wheel. The
На фиг. 2 представлена схема устройства охлаждаемого нагрузочного узла, где 13 - шток, 15 - герметичный корпус нагрузочного узла, в котором размещен поршень 14 с электромагнитной катушкой 18, связанной с персональным компьютером 17 (фиг. 1), теплоизоляционный кожух 16. В поршне 14 выполнены сквозные каналы, в которых установлены обратные клапаны 19, сообщающие подпоршневую 20 и надпоршневую 21 полости, заполненные магнитореологической жидкостью. В полости между герметичным корпусом нагрузочного узла 15 и теплоизоляционным кожухом 16 устанавливают лопасти 22, размещаемые на выходном валу гидротурбины 23. Гидротурбина 23, с помощью винтов (на фиг. не показано), привинчивают к днищу герметичного корпуса 15 и трубопроводами 24 и 25 соединяют с подпоршневой 20 и надпоршневой 21 полостями герметичного корпуса нагрузочного узла. Участки трубопроводов 24 перед гидротурбиной 23 и за ней 25, снабжены обратными клапанами 26 и 27 соответственно.In FIG. 2 shows a diagram of the cooled load unit, where 13 is a rod, 15 is a sealed housing of the load unit, in which a
Применение обратных клапанов обусловлено необходимостью недопущения изменения направления движения потока магнитореологической жидкости при изменении направления движения поршня.The use of check valves is due to the need to prevent a change in the direction of the flow of the magnetorheological fluid when the direction of movement of the piston changes.
В нижней части нагрузочного узла по периметру теплоизоляционного кожуха 16 выполнены отверстия 28 для обеспечения теплоотвода.
На фиг. 3 изображен нагрузочный узел (вид снизу), где 13 - шток, 16 - теплоизоляционный кожух, 28 - отверстия.In FIG. 3 shows a load unit (bottom view), where 13 is a rod, 16 is a heat-insulating casing, 28 are holes.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Испытуемый занимает место в седле 2 тренажера, стопы размещаются на площадках шатунов-педалей 12, руки на руле 3. Упражнение подразумевает выполнение испытуемым педалирования с требуемой продолжительностью и темпом. В зависимости от задач тренировки подбирают характер и величину нагрузки, формируя план тренировки в персональном компьютере 17.The proposed device works as follows. The subject takes a seat in the
Обеспечение изменения характера и величины нагрузки в различных положениях шатунов-педалей 12 за период цикла их вращения достигается следующим образом. При педалировании вращательное движение шатунов-педалей 12 вокруг оси коленчатого вала 11 преобразуется в поступательное движение штока 13 с поршнем 14, которые перемещаются в герметичном корпусе 15, шарнирно закрепленном на звене 5 рамы. На поршне 14 размещается электромагнитная катушка 18, управляющий сигнал на которую поступает с персонального компьютера 17, изменяя ее магнитное поле. При увеличении магнитного поля электромагнитной катушкой 18 увеличивается вязкость магнитореологической жидкости, которая заполняет внутреннее пространство силового нагрузочного блока. Повышенная вязкость магнитореологической жидкости препятствует ее свободному перетеканию из подпоршневой полости 20 в надпоршневую 21 (и/или в обратном направлении) через обратные клапаны 19, 26 и 27 установленные в сквозных каналах поршня 14 и трубопроводах 24 и 25, обуславливая, таким образом, увеличение нагрузки по ходу вращения оси коленчатого вала 11.Ensuring a change in the nature and magnitude of the load in different positions of the connecting rods-
В свою очередь в случае, когда управляющий сигнал с персонального компьютера 17 формирует меньшее магнитное поле, вязкость магнитореологической жидкости закономерно снижается, и она более свободно перемещается из подпоршневой полости 20 в надпоршневую 21 (и/или в обратном направлении) через обратные клапаны 19, установленные в сквозных каналах поршня 14 и трубопроводы 24 и 25 с установленными в них обратными клапанами 26 и 27. Свободный переток магнитореологической жидкости между полостями 20 и 21 нагрузочного узла обуславливает снижение нагрузки по ходу вращения оси коленчатого вала 11.In turn, in the case when the control signal from the
Преобразования механической энергии в тепловую, обусловливает значительный нагрев магнитореологической жидкости внутри герметичного корпуса 15, что вызывает дискомфорт спортсмена при выполнении упражнения на тренажере, и повышенный износ деталей нагрузочного узла. С целью рассеивания избыточной теплоты в окружающую среду в полости между герметичным корпусом нагрузочного узла 15 и теплоизоляционным кожухом 16 устанавливают лопасти 22 и гайкой жестко фиксируют на выходном валу гидротурбины 23. Гидротурбину 23, с помощью винтов (на фиг. не показано), привинчивают к днищу герметичного корпуса 15 и трубопроводами 24 и 25 соединяют с подпоршневой 20 и надпоршневой 21 полостями нагрузочного узла. Участки трубопровода 24 перед гидротурбиной 23 и за ним 25 снабжены обратными клапанами 26 и 27 соответственно.The conversion of mechanical energy into thermal energy causes a significant heating of the magnetorheological fluid inside the sealed
Охлаждение нагрузочного узла осуществляется следующим образом. Отдельно рассмотрим динамику магнитореологической жидкости при движении поршня в различных направлениях.Cooling of the load node is carried out as follows. Let us separately consider the dynamics of a magnetorheological fluid when the piston moves in different directions.
При перемещении поршня в направлении днища, обратные клапаны 19, установленные в поршне 14, препятствуют перетеканию магнитореологической жидкости из подпоршневой 20 в надпоршневую 21 полость. В связи с этим магнитореологическая жидкость по трубопроводу 24, минуя обратный клапан 26, направляется в гидротурбину 23, где происходит преобразование энергии жидкости в механическую. Таким образом, обеспечивается вращение выходного вала, на котором закреплены лопасти 22. Далее, минуя обратный клапан 27, магнитореологическая жидкость сливается в надпоршневую полость 21.When the piston moves in the direction of the bottom, the
Воздушный поток, создаваемый лопастями 22, охлаждает герметичный корпус 15 и выводится в атмосферу через отверстия 28, размещенные по периметру теплоизоляционного кожуха 16 (см. фиг. 2, 3).The air flow generated by the
При перемещении поршня 14 в обратном направлении обратные клапаны 19, установленные в поршне 14, не препятствуют перетеканию магнитореологической жидкости из надпоршневой 21 подпоршневую 20 полость. А обратные клапаны 26 и 25, в свою очередь, не позволяют обратного перетекания магнитореологической жидкости по трубопроводам 24 и 25.When the
По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить эффективное охлаждение нагрузочного узла.Compared with the prototype, the proposed technical solution allows for efficient cooling of the load node.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU211884U1 true RU211884U1 (en) | 2022-06-28 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1625504A1 (en) * | 1988-04-05 | 1991-02-07 | Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленского Комсомола | Loading unit for training sportsmen |
DE20302080U1 (en) * | 2003-02-11 | 2003-07-03 | Merlaku Kastriot | Physical training gymnasium bicycle has an electrical generator coupled to flywheel |
CN103599622A (en) * | 2013-10-26 | 2014-02-26 | 上海工程技术大学 | Magnetorheological fluid step type mountain climbing machine |
RU2525806C1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-08-20 | Леонид Борисович Листков | Device for creating load |
RU199785U1 (en) * | 2020-04-15 | 2020-09-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | MAGNETIC FLUID BIKE |
RU203130U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | BIKE WITH COOLED LOADING UNIT |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1625504A1 (en) * | 1988-04-05 | 1991-02-07 | Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленского Комсомола | Loading unit for training sportsmen |
DE20302080U1 (en) * | 2003-02-11 | 2003-07-03 | Merlaku Kastriot | Physical training gymnasium bicycle has an electrical generator coupled to flywheel |
RU2525806C1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-08-20 | Леонид Борисович Листков | Device for creating load |
CN103599622A (en) * | 2013-10-26 | 2014-02-26 | 上海工程技术大学 | Magnetorheological fluid step type mountain climbing machine |
RU199785U1 (en) * | 2020-04-15 | 2020-09-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | MAGNETIC FLUID BIKE |
RU203130U1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | BIKE WITH COOLED LOADING UNIT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU199785U1 (en) | MAGNETIC FLUID BIKE | |
US6027429A (en) | Variable resistance exercise device | |
EP3341089B1 (en) | Strength training device using magnetorheological fluid clutch apparatus | |
US9468798B2 (en) | Decoupled arm supports in an elliptical machine | |
US11266867B2 (en) | Training equipment and method | |
US4463945A (en) | Exercise machine | |
CN111805513B (en) | Semi-active rigid-flexible coupling type hydraulic exoskeleton | |
TW201524553A (en) | Exercise device with varied gait movements | |
RU211884U1 (en) | COOLED LOAD UNIT OF MAGNETIC FLUID EXERCISER BIKE | |
RU199782U1 (en) | MAGNETIC FLUID UNIVERSAL SIMULATOR | |
RU208204U1 (en) | LOADING UNIT OF MAGNETIC FLUID BIKE WITH UNLOADING DEVICE | |
CN105833469A (en) | Recovery physiotherapeutic facility | |
Höchtl et al. | Prediction of energy efficient pedal forces in cycling using musculoskeletal simulation models | |
TW201829031A (en) | Guided movement exercise machine | |
KR101167017B1 (en) | Cycle Athletic Apparatus | |
RU218655U1 (en) | LOAD ASSEMBLY OF A FLUID ROWING MACHINE WITH AN UNLOADING DEVICE | |
CN102441251A (en) | Rowing body building machine capable of adjusting impedance | |
RU2217202C1 (en) | Exerciser | |
RU217178U1 (en) | FLUID ROWING MACHINE | |
RU29243U1 (en) | Training apparatus | |
RU210529U1 (en) | LOAD ASSEMBLY OF THE SIMULATOR | |
CN2432956Y (en) | Isodynamic body-building training dress | |
CN203750107U (en) | Hydraulic brake type bicycle body builder | |
CN106563261B (en) | A kind of hydraulic resistance mountain-climbing simulating fitness equipment | |
CN201912689U (en) | Structure of boating exerciser |