RU2162002C2

RU2162002C2 - Muscle exercising apparatus

Info

Publication number: RU2162002C2
Application number: RU99106222A
Authority: RU
Inventors: В.И. Петрухно
Original assignee: Петрухно Владимир Ильич
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2001-01-20

Abstract

FIELD: sportive equipment. SUBSTANCE: apparatus has user accommodating movable device with actuating mechanism, loading device with flexible tie-rod whose one end is coupled to actuating mechanism, and device for adjusting loading in percentage of weight to be lifted. User accommodating device is mounted on one or two columns. Other end of tie-rod is adapted to carry user accommodating device and load adjusting device mounted on user accommodating device. Load adjustment is provided by regulating tie-rod end strokes ratio. Tie-rod end connected to actuating mechanism may be passed through roller or rollers mounted on column base. Tie-rod ends stroke ratio is determined from formulas: (a) during passage of tie-rod end connected to actuating mechanism through rollers on column base: i=P/T+1, where T is force to be applied to actuating mechanism; P is total weight of user accommodating device and load adjusting device; (b) column base is free from rollers: i=P/T-1; (c) apparatus is used in mode when user is beyond user accommodating device, i.e. load P does not involve user's weight, regardless of usage of rollers on column base: i=P/T. Seat of user accommodating device may be detached and bracket may be mounted instead of it. Bracket may be equipped with pin for attachment of replaceable devices adapted for specific exercises. EFFECT: increased efficiency, wider operational capabilities and simplified construction. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области спорта, в частности к тренировочным устройствам с использованием веса тела тренирующихся. The invention relates to the field of sports, in particular to training devices using the body weight of trainees.

Известны устройства для тренировки мышц с использованием в качестве нагрузки веса пользователя и дозирования нагрузки за счет изменения угла наклона тележки с пользователем, например устройство по а.с. 1614817, МКИ A 63 B 69/06 (Россия). Known devices for training muscles using as the load the user's weight and dosing the load by changing the angle of the trolley with the user, for example, a device with. 1614817, MKI A 63 B 69/06 (Russia).

К недостаткам указанных устройств можно отнести:
- большие линейные перемещения пользователя при выполнении упражнений;
- необходимость дополнительной нагрузки для создания сколь-либо значительных усилий на исполнительном механизме.The disadvantages of these devices include:
- large linear movements of the user when performing exercises;
- the need for additional load to create any significant effort on the actuator.

Также известны устройства для тренировки мышц, содержащие нагрузочный узел, связанный трособлочной системой с механизмом дозирования нагрузки в процентном отношении к поднимаемому весу, позволяющие изменение требуемых усилий как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения номинальной нагрузки, например устройство по а. с. 1540841, МКИ A 63 B 23/00 или а.с. 1472074, МКИ A 63 B 23/00 (Россия). Also known devices for training muscles, containing a load node connected by a cable system with a metering mechanism for the load as a percentage of the weight to be lifted, allowing a change in the required forces both to decrease and to increase the nominal load, for example, the device according to a. from. 1540841, MKI A 63 B 23/00 or A.S. 1472074, MKI A 63 B 23/00 (Russia).

К недостаткам последних можно отнести отсутствие веса пользователя в создании нагрузки. The disadvantages of the latter include the lack of user weight in creating the load.

Наиболее близким аналогом является устройство для тренировки мышц (патент RU 2096058, МКИ 6 A 63 B 21/06, 20.11.97), содержащее установленное на паре стоек с возможностью перемещения приспособление для размещения пользователя с исполнительным механизмом, средство для создания нагрузки, включающее гибкую тягу, одна ветвь которой связана с исполнительным механизмом, и приспособление для регулировки прилагаемых усилий в процентном отношении к поднимаемому весу. The closest analogue is a device for training muscles (patent RU 2096058, MKI 6 A 63 B 21/06, 20.11.97), containing a device for placing a user with an actuator mounted on a pair of racks with the ability to move, means for creating a load, including flexible traction, one branch of which is connected with the actuator, and a device for adjusting the applied forces as a percentage of the weight to be lifted.

Недостатками последнего являются:
- в создании нагрузки не участвуют веса функциональных механизмов, в частности вес механизма регулировки прилагаемых усилий;
- достаточно большие линейные перемещения пользователя по отношению к перемещению исполнительного механизма при создании сколь-либо значительной нагрузки.The disadvantages of the latter are:
- the weights of functional mechanisms, in particular the weight of the mechanism for adjusting the applied forces, are not involved in creating the load;
- sufficiently large linear movements of the user in relation to the movement of the actuator when creating any significant load.

Задачей изобретения является создание устройства для тренировки мышц, в котором в создании нагрузки участвовали бы наряду с весом пользователя веса всех функциональных элементов устройства и которое позволило бы при достаточно простом механизме регулировки прилагаемых усилий создавать сколь угодно значительную нагрузку на исполнительном механизме при достаточно небольших перемещениях пользователя, независимо от веса пользователя и без каких-либо дополнительных нагружений. The objective of the invention is to provide a device for training muscles, in which, along with the weight of the user, the weights of all the functional elements of the device would participate in the creation of the load and which would allow, with a fairly simple mechanism for adjusting the applied forces, to create an arbitrarily significant load on the actuator with sufficiently small user movements, regardless of the user's weight and without any additional loads.

Технический результат - повышение функциональных возможностей устройства для тренировки мышц. The technical result is an increase in the functionality of a device for training muscles.

Указанный технический результат в устройстве для тренировки мышц, содержащем установленное с возможностью перемещения приспособление для размещения пользователя с исполнительным механизмом, средство для создания нагрузки, включающее гибкую тягу, одна ветвь которой связана с исполнительным механизмом, и приспособление для регулировки прилагаемых усилий в процентном отношении к поднимаемому весу, достигается за счет того, что приспособление для размещения пользователя установлено на одной или паре стоек, вторая ветвь гибкой тяги несет одновременно приспособление для размещения пользователя и смонтированное на нем приспособление для регулировки прилагаемых усилий путем изменения соотношения величин ходов ветвей, а ветвь, связанная с исполнительным механизмом, имеет возможность проходить через ролик или ролики, смонтированные на основании стоек, при этом коэффициент соотношения ходов ветвей в зависимости от требуемого усилия определяется по формулам:
а) при прохождении ветви с исполнительным механизмом через ролики на основании стоек:
i = P/Т + 1,
где T - требуемое усилие на исполнительном механизме;
P - сумма весов приспособления для размещения пользователя с пользователем и приспособления для регулировки прилагаемых усилий;
б) без использования роликов на основании стоек:
i = P/T - 1;
в) при использовании устройства в режиме, когда пользователь располагается вне приспособления для размещения пользователя, т.е. нагрузка P не включает в себя вес пользователя, независимо от использования роликов на основании стоек:
i = P/T.The specified technical result in a device for training muscles containing a movable device for accommodating a user with an actuator, means for creating a load, including flexible traction, one branch of which is connected with the actuator, and a device for adjusting the applied forces as a percentage of the lifted weight is achieved due to the fact that the device for accommodating the user is installed on one or a pair of racks, the second branch of the flexible traction carried at the same time, a device for accommodating the user and a device mounted on it for adjusting the applied forces by changing the ratio of the branch moves, and the branch associated with the actuator can pass through the roller or rollers mounted on the base of the racks, while the ratio of the ratio of the branches depending on the required effort is determined by the formulas:
a) when the branch with the actuator passes through the rollers on the basis of the racks:
i = P / T + 1,
where T is the required force on the actuator;
P is the sum of the weights of the device for accommodating the user with the user and the device for adjusting the applied forces;
b) without using rollers on the basis of racks:
i = P / T - 1;
c) when using the device in the mode when the user is located outside the device for placing the user, i.e. the load P does not include the user's weight, regardless of the use of rollers based on the racks:
i = P / T.

Также сидение на приспособлении для размещения пользователя выполнено съемным с возможностью установки взамен кронштейна с осью для подсоединения сменных приспособлений под конкретные упражнения. Also, the seat on the device for accommodating the user is removable with the possibility of installing instead of an arm with an axis for connecting removable devices for specific exercises.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the set of essential features of the analogue made it possible to identify a set of essential distinguishing features in relation to the applicant's technical result in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype.

Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Заявляемое устройство показано на чертеже. На фиг. 1 изображено устройство для тренировки мышц при работе устройства без использования роликов на основании стоек. На фиг. 2 изображено устройство при работе с использованием роликов на основании стоек. На фиг. 3 показано устройство с установленным на приспособлении для размещения пользователя взамен сидения сменным приспособлением для выполнения конкретного упражнения. The inventive device is shown in the drawing. In FIG. 1 shows a device for training muscles during operation of the device without using rollers on the basis of the racks. In FIG. 2 shows a device when using rollers based on racks. In FIG. Figure 3 shows a device with a removable device installed on the device for placing the user in place of the seat to perform a specific exercise.

Устройство состоит из одной или пары стоек 1, по которым перемещается приспособление для размещения пользователя 2, гибкой тяги 3, одна ветвь которой несет исполнительный механизм 4, а вторая ветвь несет приспособление для размещения пользователя 2 со смонтированным на нем приспособлением для регулировки прилагаемых усилий 5, на основании стоек смонтированы ролики 6. Сидение приспособления для размещения пользователя выполнено съемным с возможностью установки взамен кронштейна с осью 7 для подсоединения сменных приспособлений под конкретные упражнения. The device consists of one or a pair of racks 1 along which the device for accommodating the user 2 moves, a flexible rod 3, one branch of which carries the actuator 4, and the second branch carries the device for accommodating the user 2 with a device mounted to adjust the applied forces 5, rollers are mounted on the base of the racks 6. The seat of the device for accommodating the user is removable with the possibility of installing instead of the bracket with axis 7 for connecting removable devices under the concrete nye exercise.

Приспособление для регулировки прилагаемых усилий 5 может быть выполнено, например, включением в кинематическую цепь двух одноручьевых блоков с намотанным на них общим тросом, обеспечивающих редуцирование за счет предварительной перемотки троса с одного блока на другой и обратно. Из чертежа, фиг. 1 или фиг. 2, видно, что при подъеме ветви, несущей приспособление для размещения пользователя, трос сматывается с блока 9 и одновременно наматывается на жестко зафиксированный с ним после редуцирования блок 10. Очевидно, что при изменении соотношения сматывающего и наматывающего диаметров блоков меняется величина хода приспособления для размещения пользователя по отношению к одной и той же величине хода ветви с исполнительным механизмом. A device for adjusting the applied forces 5 can be performed, for example, by including in the kinematic chain two single-strand blocks with a common cable wound on them, providing reduction due to the preliminary rewinding of the cable from one block to another and vice versa. From the drawing, FIG. 1 or FIG. 2, it is seen that when lifting the branch carrying the device for accommodating the user, the cable is unwound from block 9 and at the same time is wound onto block 10, which is rigidly fixed with it after reduction, It is obvious that when the ratio of the winding and winding diameters of the blocks changes, the stroke of the device for accommodation changes user in relation to the same value of the stroke of the branch with the actuator.

Устройство работает следующим образом:
а) Работа устройства без роликов 6 на основании стоек (фиг. 1). Пользователь тянет сверху вниз исполнительный механизм 4 с требуемым усилием T. При этом вторая ветвь гибкой тяги 3 нагружена в исходном положении весом P, включающим веса пользователя, приспособления для размещения пользователя и приспособления для регулировки прилагаемых усилий. При работе устройства общая нагрузка P разгружается на величину T, т.к. именно с таким заданным усилием пользователь " отрывает" себя от сидения. Следовательно, поднимаемый второй ветвью груз составляет P-T. Отсюда, необходимое условие для работы устройства:
T ≥ (P·T)/i;
где i, коэффициент редуцирования или соотношения ходов ветвей, получим:
i ≥ (P · T)/T или i=P/T-1.The device operates as follows:
a) The operation of the device without rollers 6 on the basis of the racks (Fig. 1). The user pulls the actuator 4 from top to bottom with the required force T. In this case, the second branch of the flexible rod 3 is loaded in the initial position by a weight P, including the weights of the user, devices for accommodating the user, and devices for adjusting the applied forces. During operation of the device, the total load P is unloaded by the value of T, because it is with such a given effort that the user “tears” himself from the seat. Therefore, the load lifted by the second branch is PT. Hence, the necessary condition for the operation of the device:
T ≥ (P · T) / i;
where i, the coefficient of reduction or the ratio of the moves of the branches, we obtain:
i ≥ (P · T) / T or i = P / T-1.

Анализ формулы показывает, что чем больше в нагрузке P доля весов помимо веса пользователя, тем меньше линейное перемещение пользователя при одном и том же требуемом усилии T. An analysis of the formula shows that the larger the proportion of weights in the load P, in addition to the user's weight, the less linear the user moves with the same required force T.

Например: P=P_п + P_доп, где P_п - вес пользователя;
P_доп - сумма весов функциональных механизмов.For example: P = P _p + P _add , where P _p - user weight;
P _add - the sum of the weights of the functional mechanisms.

Предположим,
1) P_доп = 0,2 P_п; T = 0,2 P_п,
тогда i = P/T - 1 = (P_п + 0,2 P_п)/0,2 · P_п = 5;
2) P'_доп = 0,4 P_п; T' = T = 0,2 P_п,
откуда i'= (P_п + 0,4 P_п)/0,2 P_п - 1=6
Из условия соотношения ходов и усилий имеем: L= 1 · i; где L - ход ветви с исполнительным механизмом, а l - линейное перемещение пользователя. Откуда для одного и того же заданного T имеем:
в случае 1) l = L/5;
в случае 2) l = L/6.Suppose
1) P _add = 0.2 P _p ; T = 0.2 P _p
then i = P / T - 1 = (P _p + 0.2 P _p ) / 0.2 · P _p = 5;
2) P ' _add = 0.4 P _p ; T '= T = 0.2 P _p ,
whence i '= (P _p + 0.4 P _p ) / 0.2 P _p - 1 = 6
From the condition of the ratio of moves and efforts we have: L = 1 · i; where L is the stroke of the branch with the actuator, and l is the linear movement of the user. Whence for the same given T we have:
in case 1) l = L / 5;
in case 2) l = L / 6.

Очевидно также, что линейное перемещение пользователя уменьшается пропорционально уменьшению требуемого усилия на исполнительном механизме. It is also obvious that the linear movement of the user is reduced in proportion to the decrease in the required effort on the actuator.

б) Работа устройства с использованием роликов 6 на основании стоек, фиг. 2. b) The operation of the device using rollers 6 based on the racks, FIG. 2.

Пользователь тянет исполнительный механизм снизу вверх. При этом общая нагрузка P догружается на величину требуемого усилия T. Следовательно, поднимаемый второй ветвью груз составит величину P+T. Отсюда необходимое условие для работы устройства: T ≥ (P+T)/i; откуда
i ≥ (P+T)/T или i = P/T + 1.The user pulls the actuator from bottom to top. In this case, the total load P is loaded by the amount of required force T. Therefore, the load lifted by the second branch will be P + T. Hence the necessary condition for the operation of the device: T ≥ (P + T) / i; where from
i ≥ (P + T) / T or i = P / T + 1.

Анализ формулы показывает, что задаваемая нагрузка T может быть сколь угодно большой и при этом коэффициент соотношения ходов ветвей всегда будет больше 1, т. е. линейное перемещение пользователя всегда будет меньше хода исполнительного механизма. An analysis of the formula shows that the specified load T can be arbitrarily large and at the same time the ratio of the branch travel ratio will always be greater than 1, i.e., the linear user movement will always be less than the actuator stroke.

Например: T = 2P; для чего i= P/2P + 1= 1,5; откуда 1 = L/1,5. For example: T = 2P; why i = P / 2P + 1 = 1.5; whence 1 = L / 1.5.

При этом очевидно, что любое сколь угодно большое задаваемое усилие на исполнительном механизме, начиная с T=P, достигается при изменении коэффициента редуцирования в интервале i = 2...1, что может быть реализовано достаточно простым механизмом изменения нагрузки. It is obvious that any arbitrarily large preset force on the actuator, starting with T = P, is achieved by changing the reduction coefficient in the interval i = 2 ... 1, which can be realized by a fairly simple mechanism for changing the load.

в) При использовании устройства для тренировки мышц в режиме обычного тренажера, когда пользователь находится вне приспособления для размещения пользователя, условия работы устройства независимо от использования роликов на основании стоек: T ≥ P/i; откуда i = P/T, где P - не включает в себя вес пользователя. c) When using the device for training muscles in the mode of a conventional simulator, when the user is outside the device for placing the user, the operating conditions of the device regardless of the use of rollers on the basis of the racks: T ≥ P / i; whence i = P / T, where P - does not include the weight of the user.

Вместо съемного сидения на приспособлении для размещения пользователя 2 возможна установка кронштейна с осью 7, фиг. 3, для подсоединения сменного приспособления под конкретное упражнение, например скамьи для жима лежа 8. В конкретном частном случае в исходную нагрузку P входит примерно половина веса пользователя и веса скамьи. Instead of a removable seat on the device for accommodating the user 2, it is possible to install a bracket with an axis 7, FIG. 3, to connect a removable device for a specific exercise, for example bench for bench press 8. In a particular particular case, the initial load P includes about half the user's weight and the weight of the bench.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении предназначено для использования в области спорта, в частности для тренировки мышц с использованием в качестве нагрузки веса тела тренирующихся;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- a tool embodying the claimed device in its implementation is intended for use in the field of sports, in particular for muscle training using as a load the body weight of trainees;
- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

1. A device for training muscles, comprising a movable device for accommodating a user with an actuator, a means of creating a load including flexible traction, one branch of which is connected with the actuator, and a device for adjusting the applied forces as a percentage of the weight to be lifted, characterized in that the device for accommodating the user is installed on one or a pair of racks, the second branch of the flexible rod carries simultaneously the device for placing I am the user and the device mounted on it for adjusting the applied forces by changing the ratio of the branch stroke values, and the branch associated with the actuator can pass through the roller or rollers mounted on the basis of the struts, while the ratio of the branch stroke ratio depending on the required force is determined by the formulas: a) when the branch with the actuator passes through the rollers on the basis of the struts: i = P / T + 1, where T is the required force on the actuator, P is the sum of the weight devices for accommodating the user with the user and devices for adjusting the applied forces; b) without using rollers on the basis of racks: i - P / T - 1; c) when using the device in the mode when the user is located outside the device for placing the user, that is, the load P does not include the weight of the user, regardless of the use of rollers based on the racks: i = P / T.

2. The device according to claim 1, characterized in that the seat on the device for accommodating the user is removable with the possibility of installing instead of an arm with an axis for connecting removable devices for specific exercises.