RU218655U1 - Нагрузочный узел магнитожидкостного гребного тренажера с разгружающим устройством - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к классу спортивных тренажеров, предназначенных для развития мышц верхнего плечевого пояса, и может быть использовано для тренировки общего состояния здоровья тренирующихся, а также специальной подготовки спортсменов водных видов спорта.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности нагрузочного узла.

Технический результат достигается тем, что к торцевой плоскости герметичного корпуса нагрузочного узла жестко, болтовым соединением, прикреплено литое основание-кольцо с кронштейнами, размещенными под углом 120°, в центре которых выполнены отверстия для установки эксцентриковых болтов, позволяющих обеспечить регулировку и радиальное вращение подшипников, зафиксированных уплотнительными шайбами, и обеспечивающих плотное прилегание внешней обоймы подшипников к штоку.

Description

Полезная модель относится к классу спортивных тренажеров, предназначенных для развития мышц верхнего плечевого пояса, и может быть использовано для тренировки общего состояния здоровья тренирующихся, а также специальной подготовки спортсменов водных видов спорта.

Для физической тренировки спортсменов гребцов, а также в массовой физической культуре и спорте широко применяются резиновые и пружинные амортизаторы, дающие возможность моделировать движения, в том числе при гребле, с различными по величине отягощениями. Однако такие тренажеры имеют значительный недостаток: усилие, прилагаемое в начале гребка существенно меньше, чем проявляется в конце гребка, хотя на самом деле это не всегда так. Такой нагрузочный режим является лишь частным случаем большой совокупности различных нагрузочных режимов спортсмена гребца. Акцент нагрузки на плечевой пояс спортсмена все время меняется и зависит от множества факторов.

Также широко известны гребные тренажеры с гидравлическими или пневматическими силовыми цилиндрами, состоящие из: стальной рамы, седла на системе роликов, гидравлических (пневматических) цилиндров и жидкокристаллического дисплея.

В тренажерах данного типа нагрузка создается за счет сопротивления жидкости (газа) возникающего при движении поршня внутри полого цилиндра. Нагрузка также может регулироваться в широких пределах заменой гидравлических цилиндров с различными характеристиками и (или) регулированием угла их установки. В отличии от тренажеров на основе резиновых или пружинных амортизаторов максимальная нагрузка на руку создается в фазе максимальной скорости толчка, а не в точке максимального удаления от точки крепления амортизатора.

Существенным недостатком данного вида тренажеров, как и в случае с резиновыми или пружинными амортизаторами, является отсутствие возможности регулирования закона изменения нагрузки в ходе одного движения или во время выполнения последовательных движений одной серии. То есть при использовании такой конструкции сложно обеспечить индивидуальный подход к тренировке спортсмена.

Следует особо отметить, что в настоящее время широко используются тренировочные режимы, которые предполагают изменение тренировочной нагрузки как в процессе выполнения одного движения, так и во время выполнения последовательных движений одной серии.

Из уровня техники известен гребной тренажер Leco Starter (http: // www.lecoshop.ru/goods.php &id=7253), состоящий из: стальной рамы, лонжерона на котором подвижно на роликах размещается седло, упоров для ног, рычагов с рукоятками закрепленных на шарнирах, нагрузочного узла выполненного в виде гидравлических цилиндров с штоком и жидкокристаллического дисплея.

В качестве недостатка отмечается отсутствие возможности регулирования закона изменения нагрузки в ходе одного движения или во время выполнения последовательных движений одной серии.

Устранен данный недостаток в техническом решении «Магнитожидкостный гребной тренажер» выбранном за прототип (Решение о выдаче патента на полезную модель. Заявка 2022128649/03(062840), дата подачи заявки 05.11.2022 г.), состоящим из стальной рамы, лонжерона на котором подвижно на роликах размещается седло, упоров для ног, рычагов с рукоятками закрепленных на шарнирах, внутри герметичного корпуса нагрузочного узла на штоке устанавливают пружину и поршень с электромагнитной катушкой, в поршне выполнены сквозные каналы, сообщающие подпоршневую и надпоршневую полости заполненные магнитореологической жидкостью, при этом нагрузочный узел выполнен для подключения к блоку управления.

В качестве недостатка прототипа следует отметить его низкую эффективность, обусловленную недостаточной надежностью нагрузочного узла, вследствие значительных поперечных динамических нагрузок в соединении шток - направляющая втулка.

Техническим результатом заявляемого предложения является повышение надежности нагрузочного узла.

Технический результат достигается тем, что к торцевой плоскости герметичного корпуса нагрузочного узла жестко, болтовым соединением, прикреплено литое основание-кольцо с кронштейнами, размещенными под углом 120°, в центре которых выполнены отверстия для установки эксцентриковых болтов, позволяющих обеспечить регулировку и радиальное вращение подшипников, зафиксированных уплотнительными шайбами, и обеспечивающих плотное прилегание внешней обоймы подшипников к штоку.

Предложение поясняется рисунками.

На фиг. 1 изображен общий вид гребного тренажера, где 1 - стальная рама, 2 - лонжерон на котором подвижно на роликах 4 размещается седло 3, 5 - упоры для ног, 6 - рычаги с рукоятками 7 установленные на шарнирах 8, нагрузочный узел 9 с штоком 10.

На фиг. 2 и 3 представлена схема устройства нагрузочного узла 9 с разгружающим устройством, где 10 - шток с пружиной 12, 11 - направляющая втулка, 13 - герметичный корпус нагрузочного узла, в котором размещен поршень 14 с электромагнитной катушкой 15, связанной с блоком управления (на фиг. не показан). В поршне 14 выполнены сквозные каналы 16, сообщающие подпоршневую 17 и надпоршневую 18 полости, заполненные магнитореологической жидкостью.

В зоне соединения герметичного корпуса нагрузочного узла 13 со штоком 10 жестко, винтовым соединением закреплено разгружающее устройство, состоящее из литого основания-кольца 19 и трех кронштейнов 20, размещенных под углом 120° в центре которых имеются отверстия, для установки в них эксцентриковых болтов 21, позволяющих обеспечить крепление и радиальное вращение подшипников 22. Подшипники 22 зафиксированы в отверстиях кронштейнов 20 уплотнительными шайбами 23 (фиг. 3). По периметру литого основания-кольца 19 расположены отверстия 24 для фиксации с помощью винтов к торцевой плоскости герметичного корпуса нагрузочного узла 13.

На фиг. 4 представлено фото разгружающего устройства.

На фиг. 5 - фото разгружающего устройства, установленного на корпусе нагрузочного узла.

Устройство работает следующим образом.

Выделяют 2 основных положения испытуемого в тренажере:

исходное положение - когда рукоятки 7 рычагов 6 находятся в крайнем дальнем положении относительно испытуемого (испытуемый держится за рукоятки 7, руки распрямлены в локтях, корпус подается вперед);

конечное положение - когда рукоятки 7 рычагов 6 находятся у груди испытуемого (руки согнуты в локтях, корпус подается назад).

Испытуемый занимает место в седле 3 тренажера, стопы размещаются на площадках упоров для ног 5, руки на рукоятках 7 рычагов 6. Упражнение подразумевает выполнение испытуемым серии движений, имитирующих технику гребли с требуемой продолжительностью и темпом. В зависимости от задач тренировки подбирают характер и величину нагрузки формируя план тренировки в блоке управления (на фиг. не показан).

Обеспечение изменения характера и величины нагрузки в различных положениях рычагов 6 за период цикла их движения достигается следующим образом. При выполнении движений, имитирующих греблю, усилие от испытуемого через рукоятки 7 передается на рычаги 6, отклонение которых обеспечивает возвратно-поступательное движение штока 10 с поршнем 14, которые перемещаются в герметичном корпусе 13, шарнирно закрепленном на стальной раме 1. На поршне 14 размещается электромагнитная катушка 15 управляющий сигнал, на которую поступает с блока управления, изменяя ее магнитное поле. При увеличении магнитного поля электромагнитной катушкой 15 увеличивается вязкость магнитореологической жидкости, которая заполняет внутреннее пространство нагрузочного узла 9. Повышенная вязкость магнитореологической жидкости препятствует ее свободному перетеканию из подпоршневой полости 17 в надпоршневую 18 (и/или в обратном направлении) по сквозным каналам 16 в поршне 14 обуславливая таким образом увеличение нагрузки на рычагах 6.

В свою очередь в случае, когда управляющий сигнал с блока управления формирует меньшее магнитное поле, вязкость магнитореологической жидкости закономерно снижается что позволяет ей более свободно перемещаться из подпоршневой полости 17 в надпоршневую 18 (и/или в обратном направлении) по сквозным каналам 16 в поршне 14 при воздействии испытуемого на рычаги 6. Свободный переток магнитореологической жидкости между полостями 17 и 18 нагрузочного узла обуславливает снижение нагрузки на рычагах 6 тренажера.

После выполненного «гребка» динамичное возвращение рычагов 6 в исходное положение обеспечивается за счет потенциальной энергии пружины 12 сжатой между герметичным корпусом нагрузочного узла 13 и поршнем 14 (см. фиг. 2).

Следует отметить, что при выполнении испытуемым движений, имитирующих технику гребли в подвижном соединении шток 10 - направляющая втулка 11 корпуса нагрузочного узла 13 возникают поперечные динамические нагрузки. Причем очевидно, что эти нагрузки линейно увеличиваются с уменьшением расстояния между поршнем 14 и направляющей втулкой 11.

Для уменьшения поперечных динамических нагрузок в соединении шток 10 - направляющая втулка 11 на торцевой плоскости герметичного корпуса нагрузочного узла 13 винтовым соединением жестко фиксируют литое основание-кольцо 19 разгружающего устройства. С помощью регулировки эксцентриковыми болтами 21 обеспечивают плотное прилегание внешней обоймы подшипников 22 закрепленных в отверстиях кронштейнов 20 к штоку 10. Таким образом, исключается вовсе или ослабевает динамическое взаимодействие штока 10 на направляющую втулку 11. Вследствие увеличения времени динамической перекладки зазоров, компенсируется износ нагружаемых элементов и обеспечивается их центровка по монтажным осям. Количество подшипников 22, для определенности воспринимаемых или парциальных реакций, целесообразно принять равным трем с симметричной, через 120°, установкой в торцовой плоскости герметичного корпуса нагрузочного узла 13 (фиг. 2-5). Радиальное движение подшипников качения обеспечивается эксцентриковым болтовым соединением.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает значительное повышение надежности нагрузочного узла за счет уменьшения поперечных динамических нагрузок в соединении шток - направляющая втулка.

Claims (1)

1. Нагрузочный узел магнитожидкостного гребного тренажера с разгружающим устройством, состоящий из стальной рамы, лонжерона, на котором подвижно на роликах размещается седло, упоров для ног, рычагов с рукоятками, закрепленных на шарнирах, внутри герметичного корпуса нагрузочного узла на штоке устанавливают пружину и поршень с электромагнитной катушкой, в поршне выполнены сквозные каналы, сообщающие подпоршневую и надпоршневую полости, заполненные магнитореологической жидкостью, при этом нагрузочный узел выполнен для подключения к блоку управления, отличающийся тем, что к торцевой плоскости герметичного корпуса нагрузочного узла жестко, болтовым соединением, прикреплено литое основание-кольцо с кронштейнами, размещенными под углом 120°, в центре которых выполнены отверстия для установки эксцентриковых болтов, позволяющих обеспечить регулировку и радиальное вращение подшипников, зафиксированных уплотнительными шайбами, и обеспечивающих плотное прилегание внешней обоймы подшипников к штоку.

Images