RU2479254C2 - Device for associated interdependent physical and intellectual child development - Google Patents

Device for associated interdependent physical and intellectual child development Download PDF

Info

Publication number
RU2479254C2
RU2479254C2 RU2010151026/14A RU2010151026A RU2479254C2 RU 2479254 C2 RU2479254 C2 RU 2479254C2 RU 2010151026/14 A RU2010151026/14 A RU 2010151026/14A RU 2010151026 A RU2010151026 A RU 2010151026A RU 2479254 C2 RU2479254 C2 RU 2479254C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
button
power
steering wheel
cable
mouse
Prior art date
Application number
RU2010151026/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010151026A (en
Inventor
Василий Васильевич Афанасенко
Тимур Юрьевич Черкесов
Вера Петровна Черкесова
Святослав Васильевич Афанасенко
Евгений Васильевич Афанасенко
Original Assignee
Василий Васильевич Афанасенко
Тимур Юрьевич Черкесов
Вера Петровна Черкесова
Святослав Васильевич Афанасенко
Евгений Васильевич Афанасенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Васильевич Афанасенко, Тимур Юрьевич Черкесов, Вера Петровна Черкесова, Святослав Васильевич Афанасенко, Евгений Васильевич Афанасенко filed Critical Василий Васильевич Афанасенко
Priority to RU2010151026/14A priority Critical patent/RU2479254C2/en
Publication of RU2010151026A publication Critical patent/RU2010151026A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2479254C2 publication Critical patent/RU2479254C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: device refers to medical equipment, namely exercise and game machines. The device comprises a personal computer a system unit of which is connected to an optical mouse, a pulse detector with a photo sensor and a motion sensor; it also comprises a load assembly in the form of a stationary bike pedals, two discrete height adjustable telescopic footrest, and a handle bar with a position regulator; the handle bar comprises an attached first button connected via a branch piece to a left button of the optical mouse. The load assembly for the lower extremity muscles is made separately for the left and right legs and consists of two rope-block systems each of which includes an adjusted element, a support slug, a rope, three main slugs one of which spatially rotates, a rubber spring and a 'screw-nut' force pair of a pedal chain gear - common to both legs. The system rotates one of the main slugs, and its pedals are equipped with locks. A cone-shaped spring of a clamp assembly encloses a rod; it is set between a first movable plate and a summing plate. Two handles are attached to the seat of the stationary bike for the left and right hands, and a second button is located on one of them; a third button is provided on a grip in the middle horizontal portion of the handle bar. The buttons are connected in parallel to the first button, to the left button of the optical mouse.
EFFECT: use of the invention enhances the device.
5 cl, 14 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области педагогики и медицины, а также к средствам организации физкультурно-оздоровительной работы на основе сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка на мотивационной основе.The present invention relates to the field of pedagogy and medicine, as well as to the means of organizing physical fitness work based on the interconnected development of the child’s physical and intellectual abilities on a motivational basis.

Известно устройство обучения саморегуляции физиологических параметров [1], включающее непрерывное измерение физиологических параметров у обучающегося, предъявление ему значения этого параметра на экране дисплея в реальном масштабе времени в виде графика динамики регистрируемого параметра с указанием желаемого значения, которого необходимо достичь в процессе обучения двигательным действиям.A device is known for teaching self-regulation of physiological parameters [1], which includes continuous measurement of physiological parameters of a student, presenting him the value of this parameter on the display screen in real time in the form of a graph of the dynamics of the recorded parameter indicating the desired value that must be achieved in the process of learning motor actions.

Достоинством названного устройства является то, что у обучающегося направленно измеряется физический параметр и на экране отображается текущее и желаемое его значение.The advantage of this device is that the student measures the physical parameter in a directional way and the current and desired value is displayed on the screen.

Недостатком этого устройства является монотонность занятий на нем, снижающая уровень мотивации к обучению. Это обусловлено тем, что значение физиологического параметра предъявляется обучаемому в графическом виде, что при необходимости многократного повторения сеансов обучения приводит к быстрому утомлению.The disadvantage of this device is the monotony of classes on it, which reduces the level of motivation for learning. This is due to the fact that the physiological parameter value is presented to the student in a graphical form, which, if necessary, repeated repetition of training sessions leads to rapid fatigue.

Известно другое устройство, названное «Мотивом» [2]. В предметном исполнении это устройство содержит: велотренажер в качестве средства нагружения мышц ног, специальную насадку, создающую регулируемую нагрузку для манипулятора, выполненного в виде руля велотренажера и служащую для нагружения мышц плечевого пояса, подставку с размещенными на ней системным блоком, дисплеем, клавиатурой персонального компьютера (ПК) и электронным блоком устройства для регистрации частоты сердечных сокращений (ЧСС), датчик которого закрепляется на лбу или мочке уха занимающегося, датчик условного «перемещения» на велотренажере, который, как и устройство для регистрации ЧСС, подключен через плату аналого-цифрового преобразователя к системному блоку ПК.Another device is known, called the “Motive" [2]. In a specific embodiment, this device contains: an exercise bike as a means of loading the muscles of the legs, a special nozzle that creates an adjustable load for the manipulator, made in the form of a rudder of the exercise bike and serves to load the muscles of the shoulder girdle, a stand with a system unit, a display, a keyboard of a personal computer placed on it (PC) and the electronic unit of the device for recording heart rate (HR), the sensor of which is fixed on the forehead or earlobe of the student, the conditional sensor is "moved "on a stationary bike, which, like the device for registering heart rate, is connected via the analog-to-digital converter board to the PC system unit.

Нагрузку на мышцы туловища на данном устройстве осуществляют с помощью упомянутых специальной насадки и манипулятора при возвратно-поступательном перемещении руля выпрямленными руками. При этом курсор на экране дисплея должен перемещаться в вертикальной плоскости по всему экрану.The load on the muscles of the torso on this device is carried out using the above-mentioned special nozzles and the manipulator during the reciprocating movement of the steering wheel with straightened hands. In this case, the cursor on the display screen should move in a vertical plane throughout the screen.

Это физическое упражнение так же, как и физическое нагружение мышц ног и плечевого пояса, дополняется выполнением подобранного интеллектуального задания, сопровождается сигналами блока художественных, звуковых, музыкальных и иных средств, совмещенного с ПК и управляемого соответствующей программой. Программный блок может быть размещен на дискете, диске или винчестере ПК.This physical exercise, like physical loading of the muscles of the legs and shoulder girdle, is supplemented by the implementation of a selected intellectual task, accompanied by signals from a block of artistic, sound, musical and other means combined with a PC and controlled by the corresponding program. The program unit can be placed on a floppy disk, disk or PC hard drive.

Достоинствами данного устройства являются: возможность развивать физические способности мышц плечевого пояса и ног занимающегося раздельно, развивать его интеллектуальные способности при сопровождении выполняемых упражнений и заданий художественными, звуковыми, музыкальными и др. сигналами.The advantages of this device are: the ability to develop the physical abilities of the muscles of the shoulder girdle and the legs of a practitioner separately, to develop his intellectual abilities while accompanying the exercises and tasks with artistic, sound, musical, and other signals.

Недостатками этого устройства является то, что воздействие на мышцы левой и правой ноги одинаково, поскольку инерционное колесо одно. Имеется также возможность опрокидывания велотренажера вперед, отсутствует фиксатор положения руля.The disadvantages of this device is that the effect on the muscles of the left and right legs is the same, since the inertial wheel is one. There is also the possibility of tipping the exercise bike forward, there is no lock position rudder.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Устройство для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной основе» [3], взятое за прототип. Оно содержит: персональный компьютер, в состав которого входят системный блок, «мышь», дисплей и клавиатура, фотодатчик непрерывно регистрирующий длительность межпульсового интервала и входящий в состав детектора пульса, подключенного к системному блоку персонального компьютера, и датчик перемещения инерционного колеса велотренажера, снабженного также подставками для ног, закрепленными на его передней опоре, и рулем, снабженным фиксатором положения руля, включающим фиксирующую втулку и крепежные винты. На рукоятке руля закреплена кнопка, связанная отводом с левой клавишей оптической мыши, установленной на нижней неподвижной пластине «силовой мыши», размещенной в стакане между основанием руля и его рукояткой, и включающей «игровой стержень», один конец которого соединен с рулем, а на втором конце установлен шар, оптически связанный с оптической мышью и охватываемый элементами регулируемого трения в виде верхнего и нижнего трущихся элементов. Стягивающий узел состоит из верхней подвижной пластины, суммирующей пластины, при этом в них и в верхнем трущемся элементе выполнены круговые отверстия для перемещения «игрового стержня». В нижней неподвижной пластине и в нижнем трущемся элементе выполнены круговые отверстия для сканирования шара оптической мышью. Датчик перемещения и детектор связаны с источником электропитания. «В силовой мыши» дополнительно установлены четыре стержня, стягивающие верхнюю первую подвижную пластину, суммирующую пластину, нижнюю неподвижную пластину и вторую подвижную пластину. На стержнях между первой подвижной пластиной и суммирующей пластиной надеты пружины, во второй подвижной пластине равноудаленно от крепления в ней тяговых стержней и ниже оптической мыши закреплен шток, соединенный с одним концом рычага, закрепленного в уголках на боковой стенке стакана, второй конец которого через прорезь в стенке стакана и соединительную планку соединен с тяговой шпилькой, имеющей лыску по всей длине и проходящей через установленное на внешней боковой поверхности стакана в верхней его части направляюще-тяговое приспособление, включающее направляющий элемент и тяговую гайку с насечкой на боковой поверхности. Стакан «силовой мыши» имеет поперечное сечение в виде квадрата.Closest to the claimed technical solution is the "Device for the interconnected interdependent development of the physical and intellectual abilities of a person on a motivational basis" [3], taken as a prototype. It contains: a personal computer, which includes a system unit, a “mouse”, a display and a keyboard, a photosensor continuously recording the duration of the inter-pulse interval and included in the pulse detector connected to the system unit of a personal computer, and a motion sensor for the inertial wheel of the exercise bike, also equipped foot rests fixed on its front support, and a steering wheel equipped with a steering wheel lock, including a locking sleeve and fixing screws. A button is attached to the handle of the steering wheel, connected by tapping with the left button of the optical mouse mounted on the lower fixed plate of the “power mouse” located in the glass between the base of the steering wheel and its handle, and including a “game rod”, one end of which is connected to the steering wheel, and on the second end has a ball optically connected to the optical mouse and covered by elements of adjustable friction in the form of upper and lower rubbing elements. The tightening unit consists of an upper movable plate, a summing plate, and circular holes are made in them and in the upper rubbing element to move the “game rod”. In the lower fixed plate and in the lower rubbing element, circular holes are made for scanning the ball with an optical mouse. The displacement sensor and detector are connected to a power source. “In the power mouse” four rods are additionally installed, which pull together the upper first movable plate, the summing plate, the lower fixed plate and the second movable plate. Springs are put on the rods between the first movable plate and the summing plate, the rod is connected to one end of the lever fixed in the corners on the side wall of the glass, the second end of which is through a slot in the wall of the glass and the connecting bar is connected to a traction pin having a flange along the entire length and passing through a guide-traction attachment installed on the outer side surface of the glass in its upper part a feature comprising a guide member and a traction nut with a notch on the side surface. The glass of the "power mouse" has a cross-section in the form of a square.

Достоинством этого устройства является относительная простота конструктивного решения и возможность развивать физические и интеллектуальные способности человека, причем на мотивационной и игровой основах.The advantage of this device is the relative simplicity of the constructive solution and the ability to develop the physical and intellectual abilities of a person, and on a motivational and gaming basis.

К основным недостаткам данного устройства можно отнести, во-первых, одинаковое воздействие на мышцы нижних конечностей, которое невозможно разделить, поскольку инерционное колесо у велотренажера одно, во-вторых, нет возможности воздействовать на мышцы пресса и спины, и, в-третьих, используется в нем четыре одинаковых конических пружины, надеваемые на тяговые стержни, что вызывает некоторые трудности в их изготовлении.The main disadvantages of this device include, firstly, the same effect on the muscles of the lower extremities, which cannot be divided, since the inertia wheel of the exercise bike is one, and secondly, it is not possible to affect the muscles of the press and back, and, thirdly, it is used there are four identical conical springs worn on the pull rods, which causes some difficulties in their manufacture.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей в развитии физических и интеллектуальных способностей ребенка, достигаемое, во-первых, разработкой нагрузочного узла для мышц нижних конечностей, выполненного раздельно для левой и правой ноги, во-вторых, усовершенствованием «силовой мыши» посредством замены в ней четырех конусообразных пружин, надеваемых на тянущие стержни, на одну конусообразную пружину большей жесткости, охватывающую «игровой стержень», в-третьих, разработкой узла для мышц верхних конечностей, выполненного для одной руки: левой или правой, и, в-четвертых, обеспечением возможности одновременного развития мышц спины и пресса.The objective of the invention is to expand the functionality in the development of the physical and intellectual abilities of the child, achieved, firstly, by developing a load node for the muscles of the lower extremities, performed separately for the left and right legs, and secondly, by improving the "power mouse" by replacing it four cone-shaped springs worn on pull rods, on one cone-shaped spring of greater stiffness, covering the "game rod", thirdly, by developing a node for the upper muscles limbs made for one arm: left or right, and fourthly, providing the possibility of simultaneous development of the muscles of the back and abs.

Указанная задача в «Устройстве для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка», содержащем персональный компьютер (ПК), к порту системного блока которого подключены оптическая мышь, детектор пульса с фотодатчиком через усилитель-формирователь и датчик перемещения, подключенные также к стабилизированному источнику электропитания, нагрузочный узел в виде педалей велотренажера, две дискретно переставляемые телескопические подставки для ног и руль с фиксатором положения руля, выполненный в виде цилиндра и фиксируемый плоской пружиной, а на рукоятке руля закреплена первая кнопка, связанная отводом с левой клавишей оптической мыши, установленной на нижней неподвижной пластине «силовой мыши», включающей стержень, один конец которого соединен с рулем, а другой конец оканчивается шаром, оптически связанным с оптической мышью и охватываемым элементами регулируемого трения, прижимаемыми к шару прижимным средством, состоящим из первой подвижной пластины, конусообразной пружины, суммирующей пластины, четырех тяговых стержней с крепежными гайками, неподвижной пластины, второй подвижной пластины, штока, первой соединительной планки, связывающей первый конец рычага, закрепленного на уголке на внутренней боковой стенке стакана, со штоком, второй конец которого через прорезь в боковой стенке стакана и вторую соединительную планку соединен с тяговой шпилькой, имеющей проточку по всей длине и проходящей через направляюще-тяговое приспособление, включающее направляющий элемент и тяговую гайку, установленное на внешней боковой поверхности стакана в верхней его части, решаемая тем, что в нем нагрузочный узел для нагружения мышц нижних конечностей выполнен раздельно для левой и правой ноги и состоит из двух трособлочных систем, каждая из которых включает подстроечный элемент, вспомогательный блочок, трос, три основных блочка, один из которых совершает вращательное движение в пространстве, резиновый амортизатор и силовую пару «винт-гайка», педальная зубчато-цепная передача - общая для обеих ног выполнена с возможностью вращения одного из основных блочков в каждой трособлочной системе, педали которой снабжены фиксаторами, кроме того, упомянутая конусообразная пружина охватывает стержень и установлена между первой подвижной пластиной и суммирующей пластиной, к седлу велотренажера прикреплены две рукоятки для левой и правой руки, при этом вторая кнопка размещена на одной из них, третья кнопка установлена на захвате в средней горизонтальной части руля и подключены они параллельно первой кнопке к левой клавише оптической мыши. Воздействуя на сердечно-сосудистую систему и органы восприятия ребенка, развивают его способности: физические - с помощью велотренажера, дозированно нагружая мышцы ног, спины и пресса, и с помощью силовой мыши, руля и захвата, дозированно нагружая туловище и раздельно мышцы левой и правой руки, плечевого пояса и мышцы, образующие мышечный корсет позвоночника, и интеллектуальные - с помощью интеллектуальных заданий, задаваемых с помощью ПК соответствующим программным обеспечением и решаемых занимающимся ребенком посредством силовой мыши и ПК, при этом выполняя указанные интеллектуальные задания одновременно с преодолением физических нагрузок и физические упражнения, дополненные интеллектуальными заданиями, - развивают способности ребенка сопряженно и взаимозависимо.The indicated task is in the “Device for the paired interdependent development of the child’s physical and intellectual abilities”, containing a personal computer (PC), to the port of the system unit of which an optical mouse is connected, a pulse detector with a photosensor through an amplifier-former and a displacement sensor, also connected to a stabilized power supply , a loading unit in the form of exercise bike pedals, two discretely rearranged telescopic footrests and a steering wheel with a steering wheel position lock, are made in the form of a cylinder and fixed with a flat spring, and the first button is fixed on the handle of the steering wheel, connected by tapping with the left button of the optical mouse mounted on the lower fixed plate of the “power mouse”, including a rod, one end of which is connected to the steering wheel, and the other end ends in a ball, optically connected with an optical mouse and covered by adjustable friction elements pressed to the ball by pressing means consisting of a first movable plate, a conical spring, a summing plate, four traction rods with fastening nuts, a fixed plate, a second movable plate, a rod, a first connecting strip connecting the first end of the lever fixed to a corner on the inner side wall of the glass, with a rod, the second end of which is connected through a slot in the side wall of the glass and the second connecting plate to the traction a stud having a groove along the entire length and passing through a guide and traction device, including a guide element and a traction nut, mounted on the outer side surface of the glass in its upper hour ty, solved by the fact that in it the load node for loading the muscles of the lower extremities is made separately for the left and right legs and consists of two cable-block systems, each of which includes a trimming element, an auxiliary block, a cable, three main blocks, one of which rotates movement in space, a rubber shock absorber and a screw-nut power pair, a pedal gear-chain transmission - common for both legs is made with the possibility of rotation of one of the main blocks in each cable block system, the pedals of which equipped with clamps, in addition, the said conical spring covers the shaft and is installed between the first movable plate and the summing plate, two handles for the left and right hands are attached to the bike seat, while the second button is placed on one of them, the third button is mounted on the gripper in the middle horizontal part of the steering wheel and they are connected parallel to the first button to the left button of the optical mouse. Influencing the child’s cardiovascular system and organs of perception, develop his abilities: physical - using a stationary bike, metered loading the muscles of the legs, back and press, and using the power mouse, steering wheel and grab, metered loading the body and separately the muscles of the left and right hands , the shoulder girdle and the muscles that form the muscle corset of the spine, and the intellectual ones - with the help of intellectual tasks defined using the PC with the appropriate software and solved by the power mouse and PCs, while performing the indicated intellectual tasks simultaneously with overcoming physical exertion and physical exercises, supplemented by intellectual tasks, - develop the child’s abilities in conjunction and interdependence.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются следующие:Distinctive features of the proposed technical solution are the following:

- в нем нагрузочный узел для раздельного нагружения мышц левой и правой ноги состоит из двух трособлочных систем;- in it, the load node for separate loading of the muscles of the left and right legs consists of two cable systems;

- каждая система включает подстроечный элемент, вспомогательный блочок, трос, три основных блочка, один из которых совершает вращательное движение в пространстве, резиновый амортизатор и силовую пару «винт-гайка»;- each system includes a trimming element, an auxiliary block, a cable, three main blocks, one of which rotates in space, a rubber shock absorber and a screw-nut power pair;

- усовершенствована пружинная часть силовой мыши: четыре конусообразные пружины, надеваемые на тянущие стержни, заменены на одну конусообразную пружину повышенной жесткости, охватывающую стержень и установленную между первой подвижной и суммирующей пластинами;- the spring part of the power mouse has been improved: four cone-shaped springs worn on the pulling rods are replaced by one cone-shaped spring of increased rigidity, covering the rod and installed between the first movable and summing plates;

- к седлу велотренажера прикреплены две рукоятки для левой и правой руки, при этом вторая кнопка размещена на одной из них;- two handles for the left and right hands are attached to the saddle of the exercise bike, while the second button is placed on one of them;

- в средней горизонтальной части руля установлен захват для одной руки и третья кнопка установлена в середине захвата;- a grip for one hand is installed in the middle horizontal part of the steering wheel and a third button is installed in the middle of the grip;

- все три кнопки подключены параллельно первой кнопке, то есть к левой клавише оптической мыши.- all three buttons are connected in parallel with the first button, that is, to the left button of the optical mouse.

В заявляемом устройстве отличительные признаки проявляют свойства, известные в других областях науки и техники, а взятые в совокупности с признаками прототипа позволяют сопряженно и взаимозависимо развивать физические и интеллектуальные способности ребенка на игровой и мотивационной основах, причем в целях реабилитации физически развивать раздельно мышцы левой и правой руки и ноги, что указывает на соответствие заявляемого технического решения критерию «существенные различия».In the inventive device, the distinctive features exhibit properties known in other fields of science and technology, and taken in conjunction with the features of the prototype allow conjugate and interdependent development of the child’s physical and intellectual abilities on a game and motivation basis, and for the purpose of rehabilitation, physically develop separately the left and right muscles arms and legs, which indicates the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "significant differences".

Заявляемое устройство поясняют схематические чертежи:The inventive device explain the schematic drawings:

- на фиг.1 и фиг.2 показано устройство в целом: вид спереди (фиг.1) и вид сверху (фиг.2);- figure 1 and figure 2 shows the device as a whole: a front view (figure 1) and a top view (figure 2);

- на фиг.3 приведена блок-схема устройства с его связями;- figure 3 shows a block diagram of a device with its connections;

- на фиг.4 показан алгоритм одного занятия или соревнования;- figure 4 shows the algorithm of one lesson or competition;

- на фиг.5, 6 и 7, изображена одна из возможных конструкций системы для натяжения троса: вид спереди (фиг.5), вид сверху (фиг.6) и вид сбоку слева (фиг.7);- figure 5, 6 and 7, shows one of the possible system designs for cable tension: front view (figure 5), a top view (figure 6) and a side view from the left (figure 7);

- на фиг.8, 9 и 10 показаны педальная зубчато-цепная передача: вид спереди (фиг.8), вид сверху (фиг.9) и электрическая схема для измерения условного «перемещения» велотренажера;- Figs. 8, 9 and 10 show a pedal gear-chain transmission: a front view (Fig. 8), a top view (Fig. 9) and an electric circuit for measuring the conditional "movement" of the exercise bike;

- на фиг.11 и 12 представлена силовая мышь: вид спереди (фиг.11) и вид сверху (фиг.12);- in Fig.11 and 12 presents a power mouse: front view (Fig.11) and a top view (Fig.12);

- на фиг.13 и 14 изображен захват для одной руки (левой или правой): вид спереди (фиг.13) и вид сверху (фиг.14).- in Fig.13 and 14 depicts a grip for one hand (left or right): front view (Fig.13) and a top view (Fig.14).

Устройство включает велотренажер, персональный компьютер и программное обеспечение к нему.The device includes an exercise bike, a personal computer and software for it.

Велотренажер 1 (на фиг.1 оконтурен пунктирными линиями) содержит раму, изготовленную из двух согнутых в двух местах труб 2 и 3, скрепленных двумя опорными элементами - передним 4 и задним 5, трубу 6, в поперечном сечении - параллелепипед, соединяющую опорные элементы 4 и 5 и на каждой трубе 2 и 3 прикреплены по три силовых косынки: на трубе 2 - 7, 8 и 9, на трубе 3-10, 11 и 12 (8 и 11 - не показаны), седло 13, прикрепленное к раме (к трубам 2, 3) и регулируемое по высоте дискретно, а по местоположению - плавно двумя крепежными винтами с гайками, нагрузочный узел для нагружения мышц нижних конечностей занимающего ребенка (далее - занимающегося), осуществляемый с помощью двух трособлочных систем 14 и 15, содержащих резиновые амортизаторы, силовые пары «винт-гайка», и общую для обеих ног педальную зубчато-цепную передачу 16 для обеспечения вращательного движения в пространстве двух блочков, нагрузочный узел выполнен раздельно для левой правой ноги и в составе трособлочных систем 14 и 15 включает (нумерация для правой ноги указана в скобках): подстроечный элемент 17 (18), вспомогательный блочок 19 (20), трос 21 (22), три основных блочка 23 (24), 25 (26), 27 (28), один из которых 23 (24) совершает вращательное движение в пространстве, а также силовую пару «винт-гайка» 29 (30) и резиновый амортизатор 31 (32). Кроме того, педальная зубчато-цепная передача 16 состоит из ведущей звездочки 33, закрепленной вращательно на силовых косынках 9, 12, и ведомой звездочки 34 (показана пунктиром только на фиг.1), закрепленной аналогично на силовых косынках 7, 10 и связанных между собой велосипедной цепью 35. Между силовыми косынками 8 и 11 закреплена платформа 36 (показана только на фиг.1), на которой установлена силовая мышь 37 с выходящим из нее игровым стержнем 38 с рулем 39, а в средней горизонтальной части руля 39 выполнен захват 40 для одной руки, чтобы можно было управлять раздельно левой и правой рукой, а чтобы исключить опрокидывание велотренажера 1, к трубе 6 прикреплена опорная труба 41, на которой размещены две подставки для ног 42 и 43 (для левой и правой соответственно).The exercise bike 1 (in figure 1 is outlined by dashed lines) contains a frame made of two pipes 2 and 3 bent in two places, fastened by two supporting elements - front 4 and rear 5, pipe 6, in cross section - a parallelepiped connecting supporting elements 4 and 5 and on each pipe 2 and 3, three power scarves are attached: on the pipe 2 - 7, 8 and 9, on the pipe 3-10, 11 and 12 (8 and 11 - not shown), a saddle 13 attached to the frame ( to pipes 2, 3) and adjustable discretely in height, and in position smoothly with two fixing screws and nuts, load unit for loading muscles of the lower extremities of the occupying child (hereinafter referred to as the occupant), carried out using two cable systems 14 and 15, containing rubber shock absorbers, power screw-nut pairs, and a pedal gear-chain transmission 16 common to both legs to provide rotational movement in space of two blocks, the load node is made separately for the left right foot and includes 14 block and 15 cable systems (numbering for the right foot is indicated in brackets): trim element 17 (18), auxiliary block 19 (20), cable 21 (22) , three block 23 (24), 25 (26), 27 (28), one of which 23 (24) rotates in space, as well as a screw-nut power pair 29 (30) and a rubber shock absorber 31 (32) . In addition, the pedal gear-chain transmission 16 consists of a drive sprocket 33, mounted rotationally on the power scarves 9, 12, and a driven sprocket 34 (shown by a dotted line only in figure 1), mounted similarly on the power scarves 7, 10 and interconnected a bicycle chain 35. Between the power kerchiefs 8 and 11, a platform 36 is fixed (shown only in FIG. 1), on which a power mouse 37 is mounted with the game rod 38 exiting from it with the steering wheel 39, and a grip 40 is made in the middle horizontal part of the steering wheel 39 one hand so that you can control l separately with the left and right hand, and in order to prevent the exercise bike 1 from tipping over, a support pipe 41 is attached to the pipe 6, on which two leg supports 42 and 43 are placed (for the left and right, respectively).

Персональный компьютер 44 (оконтурен на фиг.1 штрихпунктирными линиями) содержит системный блок 45, дисплей 46, клавиатуру 47 и оптическую мышь 48, которая размещена в силовой мыши 37, установленной в велотренажере 1. Дисплей 46 персонального компьютера 44 размещен на регулируемой по высоте столешнице 50, закрепляемой в выбранном положении фиксатором 51, а системный блок 45 установлен постоянно в нижней части подставки 49. Оптическая мышь 48 размещена в средней части силовой мыши 37 (показано пунктиром на фиг.1).The personal computer 44 (outlined in dashed lines in FIG. 1) contains a system unit 45, a display 46, a keyboard 47, and an optical mouse 48 that is housed in a power mouse 37 mounted in the exercise bike 1. The display 46 of the personal computer 44 is located on a height-adjustable tabletop 50, fixed in the selected position by the latch 51, and the system unit 45 is permanently installed in the lower part of the stand 49. The optical mouse 48 is located in the middle of the power mouse 37 (shown by a dotted line in figure 1).

В детекторе пульса 52 ребенка используется усилитель-формирователь 53 и датчик пульса 54, запитываемые от источника электропитания 55. Усилитель-формирователь 53 и источник электропитания 55 размещены на полочке внизу подставки 49, а датчик пульса 54 вынесен кабелем 56 таким образом, чтобы его можно закрепить на мочке уха ребенка.In the child’s pulse detector 52, the driver-shaper 53 and the pulse sensor 54 are used, which are powered from the power supply 55. The driver-shaper 53 and the power supply 55 are placed on a shelf at the bottom of the stand 49, and the pulse sensor 54 is carried out by the cable 56 so that it can be fixed on the earlobe of the child.

В датчике 57 условного «перемещения» велотренажера 1 (см. фиг.3) применены, например, фотоизлучатель 58 и фотоприемник 59, соединенные с помощью многожильного кабеля 60 с источником электропитания 55 и усилителем 61. Между фотоизлучателем 58 и фотоприемником 59 вращается ведущая звездочка 33 с двумя отверстиями, выполненными в ней по разные стороны от оси, но по одному диаметру и на равном от оси расстоянии. Фотоизлучатель 58 и фотоприемник 59 размещены в держателях подшипников 62 и 63, прикрепленных к силовым косынкам 9 и 12 (на фиг.1 показаны пунктиром, один - в силовой косынке 9).In the sensor 57 of the conditional “displacement” of the exercise bike 1 (see FIG. 3), for example, a photo emitter 58 and a photodetector 59 are used, connected by means of a multicore cable 60 with a power source 55 and an amplifier 61. A drive sprocket 33 rotates between the photo emitter 58 and the photodetector 59 with two holes made in it on different sides of the axis, but on the same diameter and at an equal distance from the axis. Photo emitter 58 and photodetector 59 are placed in bearing holders 62 and 63 attached to the power scarves 9 and 12 (shown in dashed lines in Fig. 1, one in the power scarf 9).

Программное обеспечение для персонального компьютера 44 размещено на дискете или диске, вставляемых соответственно в гнезда 64 и 65 системного блока 45. В нем заложены операции для работы устройства в целом и его составных частей, интеллектуальные задания, а также перемещения курсора-указателя по экрану дисплея 46, по которому судят о количестве и правильности перемещений игрового стержня 38, и цифровое значение этих перемещений отображается на экране дисплея 46, и все озвучивается голосом.The software for the personal computer 44 is located on a diskette or disk inserted into the slots 64 and 65 of the system unit 45, respectively. It contains operations for the operation of the device as a whole and its components, intelligent tasks, as well as moving the cursor on the display screen 46 according to which the number and correctness of movements of the game rod 38 are judged, and the digital value of these movements is displayed on the display screen 46, and everything is voiced by voice.

Рассматривая устройство в целом (фиг.1 и фиг.2) и его блок-схему (фиг.3), можно выделить электрические, механические и оптические связи. От левой клавиши оптической мыши 48 сделан электрический отвод на три параллельно включенные кнопки 66, 67, 68, размещенные: одна - 66 в упомянутом руле 39, вторая - 67 в захвате 40, а третья - 68 в одной из дополнительно введенных рукояток 69, 70, например в 70, а сама оптическая мышь 48 электрически подключена к USB-порту 71 системного блока 45 персонального компьютера 44.Considering the device as a whole (Fig. 1 and Fig. 2) and its block diagram (Fig. 3), we can distinguish electrical, mechanical, and optical communications. An electric tap was made from the left button of the optical mouse 48 to three parallel-connected buttons 66, 67, 68, located: one 66 in the aforementioned steering wheel 39, the second 67 in the grip 40, and the third 68 in one of the additionally introduced handles 69, 70 , for example, 70, and the optical mouse 48 is electrically connected to the USB port 71 of the system unit 45 of the personal computer 44.

Усилитель-формирователь 53, предназначенный в детекторе пульса 52 ребенка для измерения пульса, электрически соединен входом с датчиком пульса 54 через многожильный кабель 56 и выходом - с USB-портом 71 системного блока 45 персонального компьютера 44. Усилитель-формирователь 53 и датчик пульса 54 запитаны от источника электропитания 55, подключаемого к промышленной электросети 220 В.The amplifier-shaper 53, designed in the pulse detector 52 of the child to measure the pulse, is electrically connected to the input of the pulse sensor 54 via a multicore cable 56 and the output to the USB port 71 of the system unit 45 of the personal computer 44. The amplifier-shaper 53 and the pulse sensor 54 are powered from a power source 55 connected to an industrial power supply network of 220 V.

Усилитель 61 и входящий в него датчик 57 условного «перемещения» велотренажера 1 (фиг.1 и 2) входом соединен через многожильный кабель 60 с фотоприемником 59, а выходом - с USB-портом 71 системного блока 45 и запитан от источника электропитания 55, от которого также запитан фотоизлучатель 58. При нажатии занимающимся на кнопки 66, 67 и 68 электрическим закорачиванием захватывается оптическая мышь 48 и с ее помощью выполняется интеллектуальное задание.The amplifier 61 and the sensor 57 of the conditional "movement" of the exercise bike 1 (FIGS. 1 and 2) included in the input is connected via a multicore cable 60 to the photodetector 59, and the output is connected to the USB port 71 of the system unit 45 and is powered from the power supply 55, from which is also powered by the photo emitter 58. When pressed by practicing the buttons 66, 67 and 68 by electric shorting, the optical mouse 48 is captured and with its help an intelligent task is performed.

Несколько сложнее с механическими, оптическими и другими связями. Используется три типа связи: электрическая, рассмотренная выше, механическая и оптическая, а также их комплексное применение, например, оптическая и механическая типы связи или оптическая и электрическая. С помощью двух отверстий в ведущей звездочке 33 и оптической связи фотоизлучателя 58 и фотоприемника 59 датчиком 57 измеряется условное «перемещение» велотренажера 1. А посредством оптической мыши 48 и шара на стержне 38 в силовой мыши 37 сканируется поверхность этого шара при выполнении интеллектуальных заданий. В детекторе же пульса 52 ребенка в датчике пульса 54 используются приливы крови в мочке уха в такт с пульсом, которые преобразуются в нем в электрические колебания, усиливаемые усилителем-формирователем 53, и с помощью электрической связи они подаются в системный блок 45 персонального компьютера 44. Применение двух рычагов, установленных на ведомой звездочке 34, на которых размещены блочки 23 и 24, позволило разделить посредством трособлочных систем 14 и 15 воздействие раздельно на левую и правую ноги, что особенно важно при реабилитации опорно-двигательной системы. А изменение величины этого воздействия достигается с помощью двух резиновых амортизаторов 31, 32 двух силовых пар «винт-гайка» 29, 30, что позволило подойти количественно к реабилитации опорно-двигательного аппарата ребенка.Somewhat more complicated with mechanical, optical and other connections. Three types of communication are used: electrical, discussed above, mechanical and optical, as well as their complex application, for example, optical and mechanical types of communication or optical and electrical. Using two holes in the drive sprocket 33 and the optical connection of the photo emitter 58 and the photodetector 59, the conditional "movement" of the exercise bike 1 is measured by the sensor 57. And using the optical mouse 48 and the ball on the rod 38 in the power mouse 37, the surface of this ball is scanned during intellectual tasks. In the pulse detector 52 of the child, the pulse sensor 54 uses tides of blood in the earlobe to the beat with the pulse, which are converted into electric oscillations amplified by the amplifier-shaper 53, and through electrical communication they are supplied to the system unit 45 of the personal computer 44. The use of two levers mounted on the driven sprocket 34, on which the blocks 23 and 24 are placed, made it possible to separate the influence of the left and right legs by means of cable-block systems 14 and 15, which is especially important during rehabilitation of the supporting atelnoy system. A change in the magnitude of this effect is achieved using two rubber shock absorbers 31, 32 of two power pairs “screw-nut” 29, 30, which made it possible to quantitatively approach the rehabilitation of the musculoskeletal system of the child.

Решению этой задачи способствовала механическая связь ведущей звездочки 33 педальной зубчато-цепной передачи 16 с педалями 72 - для правой ноги и 73 - для левой ноги.The solution to this problem was facilitated by the mechanical connection of the drive sprocket 33 of the pedal gear chain 16 with the pedals 72 for the right foot and 73 for the left foot.

Прежде чем рассмотреть принцип работы с данным устройством, необходимо определиться с мотивом и мотивацией действий и поведения ребенка, особенно при его реабилитации. В обобщенном понятии мотив - побудительная причина, повод к какому-либо действию или бездействию, довод в пользу чего-либо или кого-либо, а мотивация - активное состояние мозговых структур, побуждающее человека совершать действие, направленное на удовлетворение своих потребностей. Мотивов и мотиваций великое множество, но их проявление можно определить как внешними, так и внутренними факторами, интересами и стимулами. К внешним факторам можно отнести, например, потребность познания необычного устройства. Этот фактор может побудить ребенка ознакомиться с предлагаемым устройством и позаниматься на нем, а если сценарий занятия, показанный воспитателем, яркий и интересный, - какое удовольствие получит ребенок!Before considering the principle of working with this device, it is necessary to determine the motive and motivation for the actions and behavior of the child, especially during his rehabilitation. In a generalized concept, motive is a motive reason, an occasion to some action or inaction, an argument in favor of something or someone, and motivation is an active state of brain structures that induces a person to perform an action aimed at satisfying his needs. There are a great many motives and motivations, but their manifestation can be determined by both external and internal factors, interests and incentives. External factors include, for example, the need to know an unusual device. This factor may prompt the child to get acquainted with the proposed device and work on it, and if the scenario of the lesson shown by the teacher is bright and interesting, what a pleasure the child will get!

К внутренним факторам и стимулам может быть отнесено, например, соревнование с кем-то. Победить в соревновании - извечный стимул поведения человека, в том числе и ребенка. И проще всего это обеспечивается в игровых ситуациях. Взрослый человек, а дети особенно способны играть в компьютерные игры часами.Internal factors and incentives may include, for example, competition with someone. Winning a competition is an eternal stimulus for human behavior, including that of a child. And the easiest way is provided in game situations. An adult, and children are especially capable of playing computer games for hours.

Этот фактор и интерес следует использовать при определении как внешних, так и внутренних потребностей в процессе практической реализации. Необходимо только помнить о разумном сочетании временных, внешних и внутренних факторов, интересов и стимулов.This factor and interest should be used in determining both external and internal needs in the process of practical implementation. It is only necessary to remember a reasonable combination of temporary, external and internal factors, interests and incentives.

Итак, пусть в качестве мотива берется интерес применения оригинального комплекса, состоящего из велотренажера 1, персонального компьютера 44 и программного обеспечения к нему. Велотренажер 1 предназначен для развития мышц - разгибателей и сгибателей ног и туловища, сгибателей рук и мышц брюшного пресса. На данном тренажере можно выполнять интеллектуальные задания при одновременном сгибании и разгибании указанных мышц в положении сидя. Для этого занимающийся садится на 13, ступни ног ставит на педали 72 и 73 зубчато-цепной передачи 16, кистями рук захватывает рукоятки руля 39 и смотрит на экран дисплея, установленный на уровне глаз на столешнице 50 подставки 49. Воспитатель, отжав пружину 74, опускает фиксатор положения руля 75 вниз, чтобы зафиксировать положение стержня 38 и руля 39. Из этого исходного положения осуществляется первое физическое воздействие, дополненное выполнением интеллектуального задания.So, let the interest in using the original complex, consisting of an exercise bike 1, a personal computer 44 and software for it, be taken as a motive. The exercise bike 1 is intended for the development of muscles - extensors and flexors of the legs and torso, flexors of the arms and muscles of the abdominal press. On this simulator, you can perform intellectual tasks while bending and unbending these muscles in a sitting position. To do this, the student sits at 13, puts his feet on the pedals 72 and 73 of the chain drive 16, grabs the handlebars 39 with his hands and looks at the display screen mounted at eye level on the table top 50 of the stand 49. The caretaker depresses the spring 74 and lowers it the lock position of the rudder 75 down to fix the position of the rod 38 and the rudder 39. From this initial position, the first physical effect is carried out, supplemented by the implementation of an intellectual task.

Перед началом занятия инженер-исследователь или воспитатель проверяет работоспособность устройства: тарирует перемещение стержня 38 и измеряет силовую нагрузку на него, для чего к рулю 39 прикрепляется динамометр и органом управления силовой мыши 37 изменяется силовая нагрузка; проверяет работу узла для нагружения мышц нижних конечностей занимающегося, выполненный раздельно для левой и правой ноги, для чего поочередно к правой 72 и левой 73 педалям прикрепляет динамометр и посредством регулировочных средств левой и правой стороны определяется возможность силового нагружения устройства; проверяет работу детектора пульса 52 ребенка, датчика пульса 54, усилителя-формирователя 53 и его связь с USB-портом 71 системного блока 45 персонального компьютера 44, для чего вставляет дискету или диск в гнезда 64 или 65, соответственно, системного блока 45 и с помощью клавиатуры 47 инициирует ввод программного обеспечения в системный блок 45; проверяет работу датчика 57 измерителя условного «перемещения» велотренажера 1 от педалей 72 и 73 до экрана дисплея 46, с помощью кнопок 66, 67 и 68 проверяет захват курсора-указателя на экране дисплея 46 персонального компьютера 44. Убедившись в работоспособности устройства в целом, отдельных его узлов и программного обеспечения, можно начинать занятие.Before the start of the lesson, the research engineer or educator checks the operability of the device: calibrates the movement of the rod 38 and measures the power load on it, for which a dynamometer is attached to the rudder 39 and the power load is changed by the power mouse control 37; checks the operation of the node for loading the muscles of the lower extremities of the student, performed separately for the left and right legs, for which, alternately, the dynamometer is attached to the right 72 and left 73 pedals and, using the adjustment means of the left and right sides, the possibility of power loading of the device is determined; checks the operation of the pulse detector 52 of the child, the pulse sensor 54, the amplifier-driver 53 and its connection with the USB port 71 of the system unit 45 of the personal computer 44, for which it inserts a diskette or disk into the slots 64 or 65, respectively, of the system unit 45 and using keyboard 47 initiates software input to system unit 45; checks the operation of the sensor 57 of the conditional "displacement" meter of the exercise bike 1 from the pedals 72 and 73 to the display screen 46, using the buttons 66, 67 and 68 checks the capture of the cursor on the display screen 46 of the personal computer 44. After making sure that the device as a whole, its nodes and software, you can start the lesson.

Из упомянутого исходного положения занимающийся начинает выполнять задание, которое высвечивается на экране дисплея 46 персонального компьютера 44 под воздействием программы, находящейся в блоке программ. Например, дается задание «проехать» как можно быстрее на велотренажере 1 n-ное количество десятков метров. Занимающийся начинает интенсивно крутить педали 72 и 73, стараясь развить наибольшую скорость. Детектор пульса 52 ребенка следит за пульсом занимающегося. Численные значения пройденного «пути», отмеченные измерителем условного «перемещения» велотренажера 1 и пульс, отображаются на экране дисплея 46 и дублируются голосом воспитателя. Причем в системном блоке 45 под управлением соответствующей программы эти значения сравниваются с оптимальными, измеренными заранее при предварительном обследовании занимающегося, и отображение производится относительно минимального, оптимального, порогового и критического значений. Требование задания не только в том, чтобы значения пульса не выходили за пределы зоны оптимальных значений «коридора здоровья» для данного занимающегося. Если пульс ниже зоны оптимального значения, высвечиванием на экране дисплея 46 и голосом дается рекомендация увеличить нагрузку, которая может сопровождаться музыкальной мелодией. Если значение пульса находится в пороговой зоне, аналогично дается рекомендация уменьшить нагрузку, но музыкальная мелодия уже иная. Если же значение пульса вошло в критическую зону, на экране дисплея 46 высвечивается световой тревожный сигнал, сопровождаемый звуковым сигналом, которым предупреждают занимающегося о недопустимости работы в этом режиме. Через некоторое заданное время, если нагрузка и соответственно пульс не войдут в норму, технические средства выключаются и занятие прекращается.From the mentioned starting position, the student begins to perform the task, which is displayed on the display screen 46 of the personal computer 44 under the influence of a program located in the program block. For example, the task is to “drive through” as fast as possible on an exercise bike 1 n-th number of tens of meters. The practitioner begins to pedal intensively 72 and 73, trying to develop the highest speed. A 52 child heart rate monitor monitors the student’s heart rate. The numerical values of the traveled “path”, marked by the conditional “displacement” meter of the exercise bike 1 and the pulse, are displayed on the display screen 46 and duplicated by the voice of the educator. Moreover, in the system unit 45 under the control of the corresponding program, these values are compared with the optimal values measured in advance during the preliminary examination of the student, and the display is performed with respect to the minimum, optimal, threshold and critical values. The requirement of the task is not only that the pulse values do not go beyond the zone of optimal values of the “health corridor” for this student. If the pulse is below the optimum value zone, flashing on the display screen 46 and voice recommends increasing the load, which may be accompanied by a musical melody. If the pulse value is in the threshold zone, a recommendation is made to reduce the load, but the musical melody is already different. If the pulse value has entered the critical zone, a light alarm signal is displayed on the display screen 46, accompanied by a sound signal that alerts the student of the inadmissibility of working in this mode. After a predetermined time, if the load and, accordingly, the pulse does not become normal, the technical means are turned off and the session is terminated.

При «перемещении» устройства из упомянутого исходного положения, то есть при движении на экране дисплея 46 при нажатии кнопки 66 высвечивается интеллектуальное задание, например, на внимание и память (птицы, животные…), и занимающемуся рекомендуется запомнить их, так как по окончании «пути» ему предложат назвать встретившихся животных и/или птиц. Оценивается выполненное задание по затраченному времени. Неправильные ответы на вопросы интеллектуального задания оцениваются, например, штрафным временем, которое прибавляется к основному, как в биатлоне, прохождением дополнительных кругов.When “moving” the device from the mentioned starting position, that is, when moving on the display screen 46 when the button 66 is pressed, an intelligent task is displayed, for example, attention and memory (birds, animals ...), and it is recommended that the student remember them, because at the end of “ ways ”he will be offered to name the animals and / or birds met. The completed task is estimated according to the time spent. Wrong answers to questions of an intellectual task are estimated, for example, by a penalty time, which is added to the main, as in biathlon, passing additional circles.

Следующий этап занятия. Зафиксировав правую ногу на педали 72 с помощью фиксатора ноги 76 в педали, а левую - с помощью фиксатора 77 в педали 73 и установив нагрузочное сопротивление на каждую ногу в пределах необходимой коррекционной величины, воспитатель просит «проехать» как можно быстрее заданный «путь», не забыв нажать на кнопку 66, в результате чего на экране дисплея 46 высвечивается сопутствующее интеллектуальное задание, например, на внимание или память. Во время работы на комплексе необходимо обращать внимание на пульс и «пройденное» расстояние.The next stage of the lesson. Having fixed the right foot on the pedal 72 with the help of the foot lock 76 in the pedal, and the left foot with the help of the clamp 77 in the pedal 73 and setting the load resistance on each foot within the required correction value, the teacher asks to “drive through” the given “path” as quickly as possible, not forgetting to press the button 66, as a result of which the accompanying intellectual task, for example, attention or memory, is displayed on the display screen 46. While working on the complex, you need to pay attention to the pulse and the "distance traveled".

На этом же этапе занятия при указанном положении ног занимающийся охватывает рукоятки 69 и 70, и воспитатель предлагает ему «проехать» очередной заданный отрезок «пути» и одновременно, нажав кнопку 68, выполнить очередное сопутствующее интеллектуальное задание.At the same stage of the lesson with the indicated position of the legs, the student covers the arms 69 and 70, and the teacher offers him to “drive through” the next predetermined section of the “path” and at the same time, by pressing button 68, perform the next accompanying intellectual task.

Основные интеллектуальные задания, высвечиваемые на экране дисплея 46 данного устройства, выполняются либо с помощью двух рук, кисти которых охватывают рукоятки руля 39 и большой или указательный палец руки нажимает кнопку 66, либо одной рукой - левой, а затем правой, кисть которой охватывает захват 40 и средний палец нажимает кнопку 67, ноги при этом освобождаются от фиксаторов ног 76 и 77 и устанавливаются на подставках для ног 42 и 43, соответственно, для правой и левой ноги. Воспитатель, отжав пружину 74, поднимает фиксатор положения руля 75, закрепляет его пружиной 74 и просит занимающегося выполнить интеллектуальное задание. Задания составляются таким образом, чтобы при их выполнении курсор-указатель на экране дисплея 46 перемещался по нему сверху донизу по всему экрану. Поскольку игровой стержень 38 имеет сопротивление, которое можно изменять, занимающемуся приходится прикладывать определенные физические усилия, получая дозированную нагрузку на мышцы рук, плечевого пояса, ног, спины и пресса. Выполнение интеллектуальных заданий также может сопровождаться звуковыми и музыкальными сигналами и мелодиями. Здесь соблюдается тот же принцип - как можно быстрее выполнить интеллектуальное задание, оцениваемое по времени, затраченному на его решение. Неправильное выполнение его отдельных позиций также штрафуется дополнительным временем, добавляемым к основному по принципу биатлона.The main intellectual tasks displayed on the display screen 46 of this device are performed either with two hands, the hands of which cover the handlebars 39 and the thumb or index finger of the hand presses the button 66, or with one hand - with the left and then the right, whose hand covers the grip 40 and the middle finger presses the button 67, the legs are released from the leg locks 76 and 77 and are mounted on the leg supports 42 and 43, respectively, for the right and left legs. The teacher, depressing the spring 74, raises the lock position of the steering wheel 75, secures it with a spring 74 and asks the student to complete an intellectual task. Tasks are compiled in such a way that when they are executed, the cursor on the display screen 46 moves along it from top to bottom throughout the screen. Since the game rod 38 has a resistance that can be changed, the student has to exert certain physical efforts, receiving a metered load on the muscles of the hands, shoulder girdle, legs, back and abs. Performing intellectual tasks can also be accompanied by sound and musical signals and melodies. Here the same principle is observed - as soon as possible to complete an intellectual task, estimated by the time spent on its solution. Incorrect performance of its individual positions is also penalized with additional time added to the main one according to the biathlon principle.

На велотренажере 1 можно также выполнять следующие упражнения:On the exercise bike 1, you can also perform the following exercises:

- сгибание и разгибание туловища при выпрямленном положении рук, установленных на рукоятках руля 39, при этом ступни ног находятся на подставках для ног 42 и 43;- bending and unbending the torso with the straightened position of the hands mounted on the handlebars of the steering wheel 39, while the soles of the feet are on the footrests 42 and 43;

- сгибание и разгибание туловища при выпрямленном положении правой руки, установленной на захвате 40, при этом ступни ног находятся на подставках для ног 42 и 43;- bending and unbending the torso with the straightened position of the right hand mounted on the grip 40, while the soles of the feet are on the supports for legs 42 and 43;

- то же для левой руки.- the same for the left hand.

Каждое из этих упражнений позволяет воздействовать на те или иные группы мышц. Это важно для реабилитации отстающих в развитии мышц тела ребенка или для преимущественного развития отдельных групп мышц с учетом специализации и потребности в движениях.Each of these exercises allows you to act on certain muscle groups. This is important for the rehabilitation of muscles lagging behind in the development of the child’s body muscles or for the preferential development of individual muscle groups, taking into account specialization and the need for movements.

С помощью датчика пульса 54 и усилителя-формирователя 53 детектора пульса 52 следят за физическим и психическим состоянием занимающегося и, как в предыдущем случае, управляют его действиями таким образом, чтобы его пульс находился в оптимальной зоне «коридора здоровья». Победит тот из занимающихся, кто затратит наименьшее время на выполнение физических и интеллектуальных упражнений. При этом воспитатель должен следить, чтобы пульс занимающегося не выходил из зоны оптимальных значений.Using the pulse sensor 54 and the amplifier-driver 53 of the pulse detector 52 monitor the physical and mental state of the student and, as in the previous case, control his actions so that his pulse is in the optimal zone of the “health corridor”. The winner is the one who takes the least time to perform physical and intellectual exercises. In this case, the teacher must ensure that the student’s pulse does not leave the zone of optimal values.

Из этого следует, что занимающийся для победы в одиночных и групповых занятиях, а также в соревнованиях должен обладать не только физической силой, чтобы перемещать стержень 38 и вращать педали 72 и 73, но и иметь интеллект, достаточно развитый, чтобы быстро и без ошибок выполнять интеллектуальные задания. А развитие достигается постепенным наращиванием дозированных физических нагрузок и постепенным усложнением интеллектуальных заданий по принципу «от простого к сложному» при непрерывном контроле за физическим и психическим состоянием занимающегося.From this it follows that a student engaged in victory in single and group exercises, as well as in competitions, must possess not only physical strength to move the rod 38 and rotate the pedals 72 and 73, but also have the intellect developed enough to quickly and without errors perform intellectual tasks. And development is achieved by gradually increasing the dosage of physical activity and gradually complicating the intellectual tasks on the principle of “from simple to complex” with continuous monitoring of the physical and mental state of the student.

Алгоритм одного занятия или соревнования показан на фиг.4. На ней видно, что каждое физическое воздействие перемежается с интеллектуальной добавкой и, наоборот, - интеллектуальное воздействие дополняется физической нагрузкой. Время, затраченное на все воздействия, суммируется и к нему добавляется штрафное время (если оно есть). Фактическое время занятия не должно превышать 15-20 минут.The algorithm of one lesson or competition is shown in figure 4. It shows that each physical effect is interspersed with an intellectual supplement and, conversely, the intellectual effect is supplemented by physical activity. The time spent on all impacts is summed up and a penalty time is added to it (if any). The actual lesson time should not exceed 15-20 minutes.

Принципы постепенности и регулярности должны соблюдаться неукоснительно при работе с описанным устройством для осуществления сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка на игровой, мотивационной и оздоровительной основах. Постепенно и регулярно необходимо наращивать нагрузку на мышцы рук, ног, плечевого пояса, спины и пресса, используя возможности велотренажера 1. Постепенно и регулярно надо усложнять интеллектуальные задания от простого к более сложному. Постепенно увеличивать длительность занятия до допустимого предела, учитывая возрастные, физические и психические возможности занимающегося.The principles of gradualness and regularity should be strictly observed when working with the described device for the implementation of the paired interdependent development of the child’s physical and intellectual abilities on a game, motivational and wellness basis. Gradually and regularly it is necessary to increase the load on the muscles of the arms, legs, shoulder girdle, back and press, using the capabilities of the exercise bike 1. Gradually and regularly it is necessary to complicate intellectual tasks from simple to more complex. Gradually increase the duration of the lesson to an acceptable limit, taking into account the age, physical and mental capabilities of the student.

В заявляемом устройстве несколько нестандартных узлов. Рассмотрим основные из них, уделив внимание их конструкции, принципу действия и участию в работе всего устройства.In the inventive device, several non-standard nodes. Consider the main ones, paying attention to their design, the principle of operation and participation in the operation of the entire device.

Система для натяжения троса.System for cable tension.

Одна из возможных конструкций системы для натяжения троса на базе силовой пары «винт-гайка» и резинового амортизатора показана на фиг.5, 6 и 7. В устройстве применены две такие системы. Рассмотрим конструкцию одной из них подробнее.One of the possible system designs for cable tension based on a screw-nut power pair and a rubber shock absorber is shown in FIGS. 5, 6 and 7. Two such systems are used in the device. Consider the design of one of them in more detail.

Узел 31 резинового амортизатора содержит упругие элементы 78 и 79, соединенные одним концом с подвижной частью 80 силовой пары «винт-гайка» 29, а другим - с помощью элемента сочленения 81 с тросом 21. Подвижная часть 80 силовой пары «винт-гайка» 29 представляет собой квадратную гайку с резьбой, перемещаемую посредством винта 82 в трубе 83 квадратного сечения и задающую нагрузочное сопротивление на трос 21 через блочки 23, 25, 27. Дополнительный блочок 19 и подстроечный элемент 17 расширяют возможности системы в части предварительного задания нагрузочного сопротивления.The rubber shock absorber assembly 31 contains elastic elements 78 and 79 connected at one end to the movable part 80 of the screw-nut power pair 29 and to the other with the help of the articulation element 81 with the cable 21. The movable part 80 of the screw-nut power pair 29 represents a square nut with a thread that is moved by means of a screw 82 in a square tube 83 and sets the load resistance to the cable 21 through the blocks 23, 25, 27. An additional block 19 and a trimming element 17 expand the capabilities of the system in terms of pre-setting the load s disobedience.

Кроме того, винт 82 и колесико 84 большего диаметра с насечкой на боковой поверхности, зафиксированные как единое целое трубочкой 85, образуют мини-ворот, увеличивающий силу воспитателя при настройке системы, а переходной элемент 86 и дополнительный винт 87 обеспечивают стабильное продольное положение мини-ворота.In addition, a screw 82 and a larger diameter wheel 84 with a notch on the side surface, fixed as a single tube 85, form a mini-gate that increases the power of the educator when setting up the system, and the transition element 86 and an additional screw 87 provide a stable longitudinal position of the mini-gate .

Работает система для натяжения троса 29 следующим образом.The system operates to tension the cable 29 as follows.

Вращая педаль 73, занимающийся перемещает в пространстве и блочек 23, который огибается тросом 21, то есть растягивается и сжимается резиновый амортизатор 31, увеличивая или уменьшая первоначальное натяжение троса 21, преодолевая сопротивление амортизатора. Тогда сила F будет равна:Rotating the pedal 73, the practitioner moves in space also the blocks 23, which are bent around by the cable 21, that is, the rubber shock absorber 31 is stretched and compressed, increasing or decreasing the initial tension of the cable 21, overcoming the resistance of the shock absorber. Then the force F will be equal to:

F=F0+kx,F = F 0 + kx,

где F0 - первоначальное натяжение резинового амортизатора 31;where F 0 - the initial tension of the rubber shock absorber 31;

k - коэффициент пропорциональности упругих элементов 78 и 79;k is the coefficient of proportionality of the elastic elements 78 and 79;

х - удлинение и укорочение гибких элементов 78 и 79.x - lengthening and shortening of the flexible elements 78 and 79.

Зная коэффициент пропорциональности k, удлинение и укорочение х и начальное натяжение F0 узла 31, можно определять и задавать механические характеристики устройства.Knowing the proportionality coefficient k, elongation and shortening x and the initial tension F 0 of the node 31, it is possible to determine and set the mechanical characteristics of the device.

Тарировка системы для натяжения троса 21 заключается в предварительном изменении состояния гибких элементов 78 и 79, винта 82, гайки 80 и колесика 84 большего диаметра. Прикрепляя динамометр к педали 73, поворачивают ее до максимального показания измерительного прибора и поворотом колесика 84 задают первоначальную силовую нагрузку.Calibration of the system for tensioning the cable 21 consists in preliminary changing the state of the flexible elements 78 and 79, the screw 82, the nut 80 and the larger diameter wheel 84. Attaching the dynamometer to the pedal 73, turn it to the maximum reading of the measuring device and turn the wheel 84 to set the initial power load.

Педальная зубчато-цепная передача 16 и электрическая схема измерения условного «перемещения» велотренажера 1.The pedal gear chain transmission 16 and the electrical circuit for measuring the conditional "movement" of the exercise bike 1.

Одна из возможных конструкций узла условного «перемещения» велотренажера 1 и электрическая схема его измерения представлена на фиг.8, 9 и 10.One of the possible designs of the node conditional "movement" of the exercise bike 1 and the electrical circuit for its measurement are presented in Fig.8, 9 and 10.

Ее основу составляют ведущая 33 и ведомая 34 звездочки, огибаемые велосипедной цепью 35 и насаженные на осях вращения: первая на оси 88, а вторая - на оси 89. Оси закреплены с помощью подшипников: первая (ведущая) ось на подшипниках 90 и 91, установленных на силовых косынках 9 и 12, а вторая (ведомая) - на подшипниках 92 и 93, установленных на силовых косынках 7 и 10. Держатели 62 и 63 фиксируют подшипники 90 и 91 неподвижно на силовых косынках 9 и 12, а держатели 94 и 95 подшипников 92 и 93 имеют возможность перемещаться по поверхности силовых косынок 7 и 10 и фиксироваться, выбирая слабину цепи 35 с помощью винтов 96 и 97, направляющих 98 и 99, закрепленных на силовых косынках 7 и 10, и тянущих гаек 100 и 101, входящих в пазы 102 и 103, предусмотренные в силовых косынках 7 и 10.It is based on the leading 33 and driven 34 sprockets, enveloped by a bicycle chain 35 and mounted on the axes of rotation: the first on the axis 88, and the second on the axis 89. The axes are mounted using bearings: the first (leading) axis on bearings 90 and 91 installed on power kerchiefs 9 and 12, and the second (driven) on bearings 92 and 93 mounted on power kerchiefs 7 and 10. Holders 62 and 63 fix bearings 90 and 91 motionless on power kerchiefs 9 and 12, and holders 94 and 95 of bearings 92 and 93 have the ability to move on the surface of the power scarves 7 and 10 and be fixed , choosing the slack of the chain 35 using screws 96 and 97, guides 98 and 99, mounted on the power scarves 7 and 10, and pulling nuts 100 and 101, included in the grooves 102 and 103 provided in the power scarves 7 and 10.

В электрической схеме узла измерения условного «перемещения» велотренажера 1 применены усилитель 61 (фиг.1), фотоизлучатель 58 и фотоприемник 59 (фиг.9). Между фотоизлучателем 58 и фотоприемником 59 вращается ведущая звездочка 33 с двумя отверстиями 106 и 107, выполненными на равном от оси расстоянии и на одном диаметре. Образованы два световых окна при вращении указанной звездочки, через которые засвечивается фотоприемник 59. Усилитель 61 соединен входом с фотоприемником 59 через кабель 60 и выходом - с USB-портом системного блока 45 (см. фиг.1). Фотоизлучатель 58, соединенный с источником электропитания 55, в электрической схеме включен в прямом направлении, так как он выполнен на базе фотодиода. Ток через него задается резистором 108, а фотоприемник 59, выполненный по такой же технологии, включен в обратном направлении и ток через него в освещенном состоянии задается резистором 109. Изменения сигнала в световом и темновом состояниях точки соединения резистора 109 и фотоприемника 59 воспринимаются усилительным каскадом 110, а коллектор транзисторного каскада 111 подключен к системному блоку 45 персонального компьютера 44 с помощью электрического кабеля 112 (фиг.10).An amplifier 61 (Fig. 1), a photo emitter 58 and a photodetector 59 (Fig. 9) are used in the electrical circuit of the unit for measuring the conditional "displacement" of the exercise bike 1. Between the photo emitter 58 and the photodetector 59, the driving sprocket 33 rotates with two holes 106 and 107 made at an equal distance from the axis and at the same diameter. Two light windows are formed during the rotation of the sprocket, through which the photodetector 59 is illuminated. The amplifier 61 is connected to the input to the photodetector 59 via a cable 60 and the output to the USB port of the system unit 45 (see Fig. 1). The photo emitter 58, connected to the power supply 55, in the electrical circuit is turned on in the forward direction, since it is based on the photodiode. The current through it is set by the resistor 108, and the photodetector 59, made by the same technology, is turned on in the opposite direction and the current through it in the illuminated state is set by the resistor 109. The signal changes in the light and dark states of the connection point of the resistor 109 and the photodetector 59 are sensed by the amplification stage 110 and the collector of the transistor cascade 111 is connected to the system unit 45 of the personal computer 44 using an electric cable 112 (Fig. 10).

Работа данного узла состоит в следующем. При вращении звездочки 33 световые окна 106 и 107 периодически оказываются между фотоизлучателем 58 и фотоприемником 59, на которые последний реагирует скачкообразным изменением потенциала на входе каскада 110 и на выходе каскада 111 (фиг.10). Этот сигнал передается в системный блок для обработки.The operation of this node is as follows. When the sprocket 33 rotates, the light windows 106 and 107 periodically appear between the photo-emitter 58 and the photodetector 59, to which the latter reacts with a jump-like potential change at the input of cascade 110 and at the output of cascade 111 (Fig. 10). This signal is transmitted to the system unit for processing.

Силовая мышь 37.Power mouse 37.

Силовая мышь 37 на фиг.11 оконтурена, а на фиг.12 приведена без оконтуривания. Она состоит из стакана 113, в который встраивается стержень 38 и на него пристраивается руль 39 с установленной на нем кнопкой 66. Стержень выполнен из частей: «тонкого» 38 и в виде шара 114, размещенного в стакане 113, образующем среду регулируемого трения для шара 114. Эта среда обеспечивается с помощью стягивающего узла и двух трущихся о шар 114 элементов 115 и 116, расположенных соответственно в верхней и нижней частях шара 114. Опираясь на неподвижную пластину 117 и шар 114, трущиеся элементы 115 и 116 прижимаются к шару 114 стягивающим узлом, образованным первой подвижной пластиной 118, нижней неподвижной пластиной 117 и второй подвижной пластиной 119, стягиваемых четырьмя тяговыми стержнями 120, 121, 122 и 123 с крепежными гайками 124, конусообразной пружиной 125, размещенной между первой подвижной пластиной 118 и суммирующей пластиной 126, охватывая «тонкий» стержень 38, штоком 127 с крепежной гайкой, рычагом 128, закрепленным на уголке 129, установленным на внутренней боковой стенке стакана 113, выполненного в виде призмы с квадратным поперечным сечением и соединенного одним концом со штоком 127 через первую соединительную планку 130, а другим концом через прорезь в боковой стенке стакана 113 и вторую соединительную пластину 131 - с тяговой шпилькой 132, проходящей через направляющетяговое приспособление 133, имеющее в своем составе направляющую, состоящую из винта 134, проточки 135 на шпильке 132 и тяговую гайку 136 со вспомогательными элементами: винтом 137 и цилиндрической канавкой 138. К нижней неподвижной пластине 117 прикрепляется оптическая мышь 48 персонального компьютера 44, сканирующая поверхность шара 114. От левой клавиши оптической мыши 48 сделаны отводы, оканчивающиеся кнопками 66 и 68 (фиг.1 и 2). С помощью разъема 139 меняют при необходимости руль 39. Оптическая мышь 48 соединяется с помощью электрического кабеля 140 также с системным блоком 45 персонального компьютера 44. В верхнем трущемся элементе 115, в первой подвижной пластине 118 и в суммирующей пластине 126 сделаны сквозные круговые отверстия для перемещения «тонкого» стержня 38. В нижнем трущемся элементе 116 и нижней неподвижной пластине 117 также сделаны сквозные круговые отверстия, но для сканирования оптической мышью 48 поверхности шара 114. Стакан 113 крепится к посадочной платформе 36 (фиг.1) с помощью, например, винтов 141, 142, 143 и 144.The power mouse 37 in FIG. 11 is outlined, and FIG. 12 is shown without outline. It consists of a cup 113, into which a rod 38 is built in and a rudder 39 is attached with a button 66 installed on it. The rod is made of parts: “thin” 38 and in the form of a ball 114, placed in a cup 113, forming an adjustable friction medium for the ball 114. This medium is provided by means of a tightening unit and two elements 115 and 116 rubbing against the ball 114 located respectively in the upper and lower parts of the ball 114. Based on the fixed plate 117 and the ball 114, the rubbing elements 115 and 116 are pressed against the ball 114 by the tightening unit formed first a movable plate 118, a lower fixed plate 117 and a second movable plate 119, pulled together by four pull rods 120, 121, 122 and 123 with fixing nuts 124, a conical spring 125 located between the first movable plate 118 and the summing plate 126, covering the "thin" rod 38, a rod 127 with a fixing nut, a lever 128 mounted on an angle 129 mounted on the inner side wall of the glass 113, made in the form of a prism with a square cross section and connected at one end to the rod 127 through the first the flange 130, and the other end through a slot in the side wall of the cup 113 and the second connecting plate 131 with a traction pin 132 passing through the guide rod device 133, which includes a guide consisting of a screw 134, a groove 135 on the pin 132 and a traction nut 136 with auxiliary elements: a screw 137 and a cylindrical groove 138. An optical mouse 48 of the personal computer 44 is attached to the lower fixed plate 117, the scanning surface of the ball 114. Bends are made from the left button of the optical mouse 48, the end and buttons 66 and 68 (figures 1 and 2). Using the connector 139, if necessary, the steering wheel 39 is changed. The optical mouse 48 is connected via an electric cable 140 also to the system unit 45 of the personal computer 44. Through the upper friction element 115, through the first movable plate 118 and in the summing plate 126, through circular holes are made for moving “Thin” rod 38. Through the lower friction element 116 and the lower fixed plate 117, through circular holes are also made, but for scanning with the optical mouse 48 the surface of the ball 114. The glass 113 is attached to the landing platform 36 (figure 1) using, for example, screws 141, 142, 143 and 144.

Работает силовая мышь 37 следующим образом.The power mouse 37 operates as follows.

С помощью винтов 141, 142, 143 и 144 стакан 113 крепится к посадочной платформе 36 (фиг.1). С помощью электрического кабеля 140 подключают оптическую мышь 48 к системному блоку 45 персонального компьютера 44. С помощью тянущей гайки 136 направляющетягового приспособления 133 задают требуемое сопротивление «тонкого» стержня 38. После этого начинают перемещать стержень 38, управляя положением курсора на экране дисплея 46 персонального компьютера 44.Using screws 141, 142, 143 and 144, the cup 113 is attached to the landing platform 36 (figure 1). Using an electric cable 140, an optical mouse 48 is connected to the system unit 45 of the personal computer 44. Using the pull nut 136 of the guide rod 133, the desired resistance of the “thin” rod 38 is set. After that, the rod 38 is started to be moved, controlling the cursor position on the display screen 46 of the personal computer 44.

Перемещая стержень 38 от себя, перемещают курсор в верхнюю часть экрана дисплея 46 по вертикали, перемещая стержень 38 себе, передвигают курсор в нижнюю часть экрана по вертикали. Передвигая стержень 38 за руль 39 влево (фиг.1), перемещают курсор по горизонтали в левую часть экрана дисплея 46, передвигая стержень 38 вправо, перемещают курсор по горизонтали в правую часть экрана дисплея 46. Таким образом, перемещая стержень 38 в пространстве, передвигают курсор по всему экрану дисплея 46 и одновременно создают физические нагрузки на различные мышцы и группы мышц плечевого пояса и частично мышцы спины занимающегося, а при соответственном программном обеспечении выполнять одновременно и интеллектуальные задания.Moving the rod 38 away from you, move the cursor to the top of the display screen 46 vertically, moving the rod 38 to yourself, move the cursor to the bottom of the screen vertically. Moving the rod 38 behind the steering wheel 39 to the left (Fig. 1), move the cursor horizontally to the left side of the display screen 46, moving the rod 38 to the right, move the cursor horizontally to the right side of the display screen 46. Thus, moving the rod 38 in space, move the cursor over the entire screen of the display 46 and at the same time create physical stress on various muscles and muscle groups of the shoulder girdle and partially the muscles of the back of the student, and with appropriate software perform intellectual tasks at the same time.

Захват для одной руки 40.Single Arm Grip 40.

Одна из возможных конструкций захвата для одной руки 40 показана на фиг.13 и оконтурена пунктирными линиями, а на фиг.14 приведена без них. Захват для одной руки 40 состоит из короткого цилиндрического патрубка 145, который надстраивается, например, привариванием над рулем 39 с помощью двух прямоугольных патрубков 146 и 147, в которые вставляются и закрепляются выполненные из прочного и скользкого на ощупь материала, например, капролона две опоры 148 и 149, на которые опирается цилиндрический патрубок 145 и в который вставляются крепежные винты 150, 151, и 152, 153 с гайками, с помощью которых фиксируются стяжки 154 и 155, служащие для крепления цилиндрического патрубка 145 и обеспечения возможности его вращения вокруг собственной оси на угол, задаваемый пазами 156 и 157 в стяжках 154 и 155, в которые вставляются штифты 158 и 159, вкручиваемые в цилиндрический патрубок 145 и на которой также размещена пластмассовая защитная рамка 161, через которую кнопка 67 подключается электрически параллельно кнопке 66 через паз 162 в цилиндрическом патрубке 145 и через канал 163 в опоре 149, а для удобства занимающегося на патрубок 145 надевают резиновые демпферы 164 и 165, а на руль 39 - демпферы 166 и 167.One of the possible gripping designs for one arm 40 is shown in FIG. 13 and is delineated by dashed lines, and FIG. 14 is shown without them. The grip for one arm 40 consists of a short cylindrical nozzle 145, which is attached, for example, by welding above the steering wheel 39 using two rectangular nozzles 146 and 147, into which two supports 148 made of durable and slippery to the touch are inserted and fixed, for example, caprolon and 149, on which the cylindrical pipe 145 rests and into which the fastening screws 150, 151, and 152, 153 with nuts are inserted, with which the couplers 154 and 155 are fixed, which serve to fasten the cylindrical pipe 145 and enable its rotation around its own axis by an angle defined by the grooves 156 and 157 in the ties 154 and 155, into which the pins 158 and 159 are inserted, screwed into the cylindrical pipe 145 and on which a plastic protective frame 161 is also placed, through which the button 67 is connected electrically parallel to the button 66 through the groove 162 in the cylindrical pipe 145 and through the channel 163 in the support 149, and for the convenience of the practitioner, rubber dampers 164 and 165 are put on the pipe 145, and dampers 166 and 167 are put on the steering wheel 39.

Работа с захватом для одной руки 40 осуществляется следующим образом.Work with a grip for one hand 40 is as follows.

Занимающийся охватывает левой или правой рукой патрубок 145 (фиг.13 и 14) за среднюю часть и средним пальцем руки нажимает кнопку 67, после чего выполняет физические упражнения или интеллектуальные задания, при этом устанавливается нагрузочное сопротивление соответственно для левой или правой руки с помощью силовой мыши 37 (фиг.11).The practitioner covers the pipe 145 (Figs. 13 and 14) with his left or right hand for the middle part and presses the button 67 with the middle finger of his hand, after which he performs physical exercises or intellectual tasks, while the load resistance is set for the left or right hand, respectively, with the power mouse 37 (Fig. 11).

Зная коэффициент передачи мини-ворота (отношение диаметров гайки 136 и шпильки 132) рычага 128 и коэффициент трения шара 114 о трущиеся элементы 115 и 116, можно определить механические характеристики (фиг.11) захвата для одной руки 40.Knowing the transmission coefficient of the mini-gate (the ratio of the diameters of the nut 136 and the stud 132) of the lever 128 and the coefficient of friction of the ball 114 against the friction elements 115 and 116, it is possible to determine the mechanical characteristics (Fig. 11) of the gripper for one arm 40.

Тарировка силовой мыши 37 сопровождается предварительным сжатием пружины 125. Прикрепляя динамометр, например, за руль 39 натягивают его и плавно перемещают, отмечая показания. Аналогично тарируют другое нагрузочное сопротивление, закрепляя динамометр за захват для одной руки 40.Calibration of the power mouse 37 is accompanied by a preliminary compression of the spring 125. When attaching a dynamometer, for example, pulling it behind the wheel 39 and smoothly moving it, marking the readings. Another load resistance is calibrated in the same way, fixing the dynamometer to the grip for one arm 40.

Программное обеспечение.Software.

С помощью программного обеспечения осуществляется решение интеллектуальных заданий и выполнение физических упражнений. Поэтому оно должно быть занимательным и вызывать у занимающегося интерес и желание выполнять эти задания. При этом программное обеспечение должно состоять из комплекса программ. В комплекс программ, например, автоматизированной обработки информации с датчиков, входят программы: автоматический ввод и регистрация данных, предварительная обработка (сглаживание), тарировка входных сигналов, вывод графического изображения входных и выходных сигналов, математическая обработка характеристик выполняемых физических упражнений.With the help of software, intellectual tasks and physical exercises are solved. Therefore, it should be entertaining and arouse interest and desire in the student to complete these tasks. In this case, the software should consist of a set of programs. The complex of programs, for example, automated processing of information from sensors, includes the following programs: automatic input and registration of data, preliminary processing (smoothing), calibration of input signals, outputting a graphic image of input and output signals, mathematical processing of the characteristics of physical exercises performed.

Программа математической обработки характеристик физического упражнения позволяет выполнить расчет следующих биомеханических параметров: длительность всего движения и отдельных его фаз и периодов, величины «перемещения» и «скорости» движения, выполняемая работа во время всего движения и по всей дистанции, силовые характеристики и другие данные.The program of mathematical processing of the characteristics of physical exercises allows you to calculate the following biomechanical parameters: the duration of the entire movement and its individual phases and periods, the magnitude of the "movement" and "speed" of the movement, the work performed during the entire movement and over the entire distance, strength characteristics and other data.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает новым качеством - позволяет раздельно развивать левые и правые руку и ногу, задавать и увеличивать до оптимального уровня нагрузку на них, сопряженно и взаимозависимо развивать физические и интеллектуальные способности ребенка на мотивационной и оздоровительной основа с целью его гармоничного развития.Compared with the prototype, the proposed device has a new quality - it allows you to separately develop the left and right arm and leg, set and increase the load on them, to conjugate and interdependently develop the child’s physical and intellectual abilities on a motivational and wellness basis with a view to its harmonious development.

Источники информацииInformation sources

1. Сохадзе Э.М. Микрокомпьютерная система биомеханической обратной связи [Текст] / Э.М.Сохадзе, М.Б.Штарк, Е.И.Шульман // Вестник медицинских наук СССР. - 1998. - №3. - С.75-83.1. Sokhadze E.M. Microcomputer system of biomechanical feedback [Text] / E.M.Sokhadze, M.B.Shtark, EI Shulman // Bulletin of medical sciences of the USSR. - 1998. - No. 3. - S. 75-83.

2. Черкесов Ю.Т. Искусственная мотивоуправляемая воздействующая среда, основные положения и принципы ее реализации [Текст] / Ю.Т.Черкесов, В.В.Афанасенко, Е.В.Пискунова, С.А.Харенко // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. - 2004. - №2. - С.31-37.2. Cherkesov Yu.T. Artificial motif-driven working environment, basic principles and principles of its implementation [Text] / Yu.T. Cherkesov, V.V. Afanasenko, E.V. Piskunova, S.A. Kharenko // Physical Culture: Education, Training, Training. - 2004. - No. 2. - S.31-37.

3. Патент №2402269, Российская Федерация, С2 МПК А61В 5/16. Устройство широкодиапазонное для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей на мотивационной основе/ Афанасенко В.В., Черкесов Т.Ю., Черкесова В.П., Козлов С.И.3. Patent No. 2402269, Russian Federation, C2 IPC АВВ 5/16. A wide-range device for the interconnected interdependent development of physical and intellectual abilities on a motivational basis / Afanasenko V.V., Cherkesov T.Yu., Cherkesova V.P., Kozlov S.I.

Claims (5)

1. Устройство для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка, содержащее персональный компьютер, к порту системного блока которого подключены оптическая мышь, детектор пульса с фотодатчиком через усилитель-формирователь, и датчик перемещения, подключенные также к стабилизированному источнику электропитания, нагрузочный узел в виде педалей велотренажера, две дискретно переставляемые телескопические подставки для ног и руль с фиксатором положения руля, выполненный в виде цилиндра и фиксируемый плоской пружиной, а на рукоятке руля закреплена первая кнопка, связанная отводом с левой клавишей оптической мыши, установленной на нижней неподвижной пластине «силовой мыши», включающей стержень, один конец которого соединен с рулем, а другой конец оканчивается шаром, оптически связанным с оптической мышью и охватываемым элементами регулируемого трения, прижимаемыми к шару прижимным средством, состоящим из первой подвижной пластины, конусообразной пружины, суммирующей пластины, четырех тяговых стержней с крепежными гайками, неподвижной пластины, второй подвижной пластины, штока, первой соединительной планки, связывающей первый конец рычага, закрепленного на уголке на внутренней боковой стенке стакана, со штоком, второй конец которого через прорезь в боковой стенке стакана и вторую соединительную планку соединен с тяговой шпилькой, имеющей проточку по всей длине и проходящей через направляюще-тяговое приспособление, включающее направляющий элемент и тяговую гайку, установленное на внешней боковой поверхности стакана в верхней его части, отличающееся тем, что в нем нагрузочный узел для нагружения мышц нижних конечностей выполнен раздельно для левой и правой ноги и состоит из двух тросо-блочных систем, каждая из которых включает подстроечный элемент, вспомогательный блочек, трос, три основных блочка, один из которых совершает вращательное движение в пространстве, резиновый амортизатор и силовую пару «винт-гайка», педальной зубчато-цепной передачи - общей для обеих ног, выполнена с возможностью вращения одного из основных блочков каждой тросо-блочной системы, педали которой снабжены фиксаторами, кроме того, упомянутая конусообразная пружина охватывает стержень и установлена между первой подвижной пластиной и суммирующей пластиной, к седлу велотренажера прикреплены две рукоятки для левой и правой руки, при этом вторая кнопка размещена на одной из них, третья кнопка, установленная на захвате в средней горизонтальной части руля, и подключены они параллельно первой кнопке к левой клавише оптической мыши.1. A device for the coupled interdependent development of the child’s physical and intellectual abilities, comprising a personal computer, an optical mouse, a pulse detector with a photo sensor through an amplifier-driver, and a displacement sensor, also connected to a stabilized power supply, and a load node in the form pedals of an exercise bike, two discretely rearranged telescopic supports for legs and a wheel with a wheel position lock, made in the form of a cylinder and a fix a flat spring, and on the handle of the steering wheel is fixed the first button connected by tapping with the left button of the optical mouse mounted on the lower fixed plate of the “power mouse”, including a rod, one end of which is connected to the steering wheel, and the other end ends with a ball optically connected to the optical with a mouse and covered by adjustable friction elements pressed to the ball by clamping means consisting of a first movable plate, a conical spring, a summing plate, four pull rods with fixing nuts, n a fixed plate, a second movable plate, a rod, a first connecting strip connecting the first end of the lever, fixed at an angle on the inner side wall of the glass, with a rod, the second end of which is connected through a slot in the side wall of the glass and the second connecting plate to a pull pin having a groove along the entire length and passing through the guide-traction device, including a guiding element and a traction nut, mounted on the outer side surface of the glass in its upper part, characterized in that about in it, the load node for loading the muscles of the lower extremities is made separately for the left and right legs and consists of two cable-block systems, each of which includes a trimming element, an auxiliary block, a cable, three main blocks, one of which rotates in space , a rubber shock absorber and a screw-nut power pair, of a pedal gear-chain transmission - common for both legs, made with the possibility of rotation of one of the main blocks of each cable-block system, the pedals of which are equipped with a lock in addition, the said cone-shaped spring covers the shaft and is installed between the first movable plate and the summing plate, two handles for the left and right hands are attached to the seat of the exercise bike, while the second button is placed on one of them, the third button mounted on the grip in the middle horizontal part of the steering wheel, and they are connected parallel to the first button to the left button of the optical mouse. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем в каждой из двух систем для натяжения троса содержится силовой элемент в виде резинового амортизатора, соединенный одним концом с подвижной частью силового узла, а другим концом - с элементом сочленения, соединенным с тросом, причем указанная подвижная часть силового узла представляет собой квадратную гайку с резьбой, перемещающуюся посредством винта пары «винт-гайка» в трубе квадратного поперечного сечения, и, кроме того, этот винт образует миниворот с колесиком большего диаметра, которые фиксированы между собой посредством трубочки, а переходной элемент и дополнительный винт стабилизируют продольное положение колесика большего диаметра.2. The device according to claim 1, characterized in that in each of the two systems for cable tension there is a power element in the form of a rubber shock absorber connected at one end to the movable part of the power unit and at the other end to an articulation element connected to the cable moreover, the indicated movable part of the power unit is a square nut with a thread that moves by means of a screw of a screw-nut pair in a square cross-section pipe, and, in addition, this screw forms a minivan with a larger diameter wheel, which ksirovany interconnected by ducts, and the transition element and an additional screw stabilize the longitudinal position of the wheel of larger diameter. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в педальной зубчато-цепной передаче, содержащей велосипедную цепь и ведущую и ведомую звездочки, насаженные неподвижно на осях вращения и закрепленные каждая ось посредством подшипников на соответствующих силовых косынках, при этом держатели подшипников ведущей звездочки установлены неподвижно, а держатели подшипников ведомой звездочки имеют возможность перемещаться по поверхностям их силовых косынок и фиксироваться, выбирая слабину цепи с помощью направляющих, винтов и тянущих гаек, размещенных на указанных силовых косынках.3. The device according to claim 1, characterized in that in the pedal gear-chain transmission containing a bicycle chain and a drive and driven sprockets, mounted motionlessly on the rotation axes and secured to each axis by bearings on the corresponding power scarves, while the bearings of the drive sprocket mounted motionless, and the bearings of the driven sprocket bearings have the ability to move along the surfaces of their power scarves and lock, choosing the slack of the chain using guides, screws and pulling nuts, GOVERNMENTAL on said power scarves. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электрической схемы узла для измерения условного «перемещения» велотренажера фотоизлучатель и фотоприемник, размещены напротив друг друга в держателях подшипников ведущей звездочки и перекрываются вращающейся этой звездочкой, имеющей отверстия, выполненные на равном от оси расстоянии, но по одному диаметру, в результате чего образуются два световых окна между фотоизлучателем, подключенным к стабилизированному источнику электропитания, и фотоприемником, выходной сигнал которого усиливается усилителем-формирователем, соединенным выходом с USB-портом системного блока персонального компьютера, при этом фотоизлучатель включен в прямом направлении, так как он выполнен на базе фотодиода, и ток через него задается одним резистором, а фотоприемник, выполненный по такой же технологии, включен в обратном направлении и ток через него в освещенном состоянии задается другим резистором и изменение сигнала в темновом и световом состояниях точки соединения этого резистора и фотоприемника воспринимается указанным усилителем.4. The device according to claim 1, characterized in that in the design of the electrical circuit of the unit for measuring the conditional "movement" of the exercise bike, the photo emitter and photodetector are located opposite each other in the bearing holders of the drive sprocket and are overlapped by this sprocket rotating, having holes made equal to axis distance, but one diameter, resulting in two light windows between the photo emitter connected to a stabilized power source and a photodetector, the output signal of which amplified by an amplifier-driver, connected by an output to the USB port of the system unit of a personal computer, while the photo emitter is turned on in the forward direction, since it is based on the photodiode, and the current through it is set by one resistor, and the photodetector made using the same technology is turned on in the opposite direction and the current through it in the illuminated state is set by another resistor and the signal change in the dark and light states of the connection point of this resistor and photodetector is perceived by the specified amplifier. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен дополнительно захват для одной руки, содержащий короткий цилиндрический патрубок, надстраиваемый над рулем с помощью двух прямоугольных патрубков, в которые вставляются и закрепляются две опоры, на которые опирается цилиндрический патрубок и в который вставляются крепежные винты с гайками, с помощью которых фиксируются две стяжки, служащие для крепления цилиндрического патрубка и для обеспечения возможности его вращения вокруг собственной оси на угол, задаваемый двумя пазами в указанных стяжках, в которые вставляются два штифта, вкручиваемые в цилиндрический патрубок с прикрепляемой к нему планкой, на которой размещена кнопка и пластмассовая рамка, через которую указанная кнопка подключается электрически параллельно кнопке на руле через паз в цилиндрическом патрубке и через канал в одной из указанных опор, а для удобства занимающегося на цилиндрический патрубок и руль надевают резиновые демпферы. 5. The device according to claim 1, characterized in that it additionally includes a grip for one arm, containing a short cylindrical nozzle, built on the steering wheel with two rectangular nozzles, into which two supports are inserted and fixed, on which the cylindrical nozzle rests and which the fixing screws with nuts are inserted, with the help of which two couplers are fixed, which serve to fasten the cylindrical pipe and to enable its rotation around its own axis at an angle defined by two grooves in the pointer screed, in which two pins are inserted, screwed into a cylindrical pipe with a strap attached to it, on which a button and a plastic frame are placed, through which the button is connected electrically parallel to the button on the steering wheel through a groove in the cylindrical pipe and through a channel in one of these supports , and for the convenience of practicing on the cylindrical pipe and steering wheel put on rubber dampers.
RU2010151026/14A 2010-12-13 2010-12-13 Device for associated interdependent physical and intellectual child development RU2479254C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151026/14A RU2479254C2 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Device for associated interdependent physical and intellectual child development

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151026/14A RU2479254C2 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Device for associated interdependent physical and intellectual child development

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010151026A RU2010151026A (en) 2012-06-20
RU2479254C2 true RU2479254C2 (en) 2013-04-20

Family

ID=46680693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010151026/14A RU2479254C2 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Device for associated interdependent physical and intellectual child development

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2479254C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5362069A (en) * 1992-12-03 1994-11-08 Heartbeat Corporation Combination exercise device/video game
WO2000078413A1 (en) * 1999-06-17 2000-12-28 Delman David H Interactive exercise system
US6244988B1 (en) * 1999-06-28 2001-06-12 David H. Delman Interactive exercise system and attachment module for same
WO2002102469A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-27 Exertris Limited Exercise apparatus
RU2280405C2 (en) * 2004-04-16 2006-07-27 Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Equipment for conjugated interdependent development of human physical and intellectual abilities based upon motivation
RU2283619C2 (en) * 2004-08-12 2006-09-20 Вера Петровна Черкесова Device for combined mutually independent development of physical and intellectual skills of human being
RU2009106622A (en) * 2009-02-25 2010-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет WIDE-BAND DEVICE FOR PAIRED INTERDEPENDENT DEVELOPMENT OF PHYSICAL AND INTELLECTUAL ABILITIES OF A CHILD ON A MOTIVATIONAL BASIS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5362069A (en) * 1992-12-03 1994-11-08 Heartbeat Corporation Combination exercise device/video game
WO2000078413A1 (en) * 1999-06-17 2000-12-28 Delman David H Interactive exercise system
US6244988B1 (en) * 1999-06-28 2001-06-12 David H. Delman Interactive exercise system and attachment module for same
WO2002102469A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-27 Exertris Limited Exercise apparatus
RU2280405C2 (en) * 2004-04-16 2006-07-27 Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Equipment for conjugated interdependent development of human physical and intellectual abilities based upon motivation
RU2283619C2 (en) * 2004-08-12 2006-09-20 Вера Петровна Черкесова Device for combined mutually independent development of physical and intellectual skills of human being
RU2009106622A (en) * 2009-02-25 2010-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет WIDE-BAND DEVICE FOR PAIRED INTERDEPENDENT DEVELOPMENT OF PHYSICAL AND INTELLECTUAL ABILITIES OF A CHILD ON A MOTIVATIONAL BASIS

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010151026A (en) 2012-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11662818B2 (en) System and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions
US6402520B1 (en) Electroencephalograph based biofeedback system for improving learning skills
Sheppard et al. Acute affective responses to prescribed and self-selected exercise intensities in young adolescent boys and girls
Li et al. The Effects of Applying Game-Based Learning to Webcam Motion Sensor Games for Autistic Students' Sensory Integration Training.
AU3344401A (en) Patient rehabilitation aid that varies treadmill belt speed to match a user's own step cycle based on leg length or step length
US20230062345A1 (en) System and method for targeted neurological therapy using brainwave entrainment
US11914776B2 (en) System and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions
US11612786B2 (en) System and method for targeted neurological therapy using brainwave entrainment with passive treatment
Casas et al. Human-robot interaction for rehabilitation scenarios
JP2011115362A (en) Cognitive function evaluation system
Zana et al. Introduction of a complex reaction time tester instrument
Komaini et al. Design of Children's Motor Training Tools Using Sensor-Based Agility Components in Physical Education Learning.
RU2479254C2 (en) Device for associated interdependent physical and intellectual child development
RU2344863C2 (en) Electrically driven device for adjoint interrelated development of child's physical and intellectual abilities
RU2378030C1 (en) Apparatus for associated interdependent development of physical and mental abilities of child
Donker et al. REHAP Balance Tiles: a modular system supporting balance rehabilitation
RU2624874C2 (en) Hardware-software complex scanme
RU2402269C1 (en) Wide-range device for associated interrelated motivational development physical and mental capacities of child
JP2004298615A (en) Strategy getting measuring apparatus and strategy getting measuring method
RU2411978C1 (en) Device for conjugate interdependent development of child's physical and intellectual abilities
WO2021100815A1 (en) Movement data collection method, movement data analysis system, movement diagnosis assistance system, and analysis program
RU2319217C1 (en) Apparatus for conjugated mutually dependent development of child's physical and intellectual abilities
WO2021168467A2 (en) A system and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions
RU2283619C2 (en) Device for combined mutually independent development of physical and intellectual skills of human being
RU2280405C2 (en) Equipment for conjugated interdependent development of human physical and intellectual abilities based upon motivation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130219