RU2525806C1 - Device for creating load - Google Patents

Device for creating load Download PDF

Info

Publication number
RU2525806C1
RU2525806C1 RU2013126247/12A RU2013126247A RU2525806C1 RU 2525806 C1 RU2525806 C1 RU 2525806C1 RU 2013126247/12 A RU2013126247/12 A RU 2013126247/12A RU 2013126247 A RU2013126247 A RU 2013126247A RU 2525806 C1 RU2525806 C1 RU 2525806C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
magnets
housing
possibility
ring
Prior art date
Application number
RU2013126247/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Борисович Листков
Original Assignee
Леонид Борисович Листков
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 Леонид Борисович Листков filed Critical Леонид Борисович Листков
Priority to RU2013126247/12A priority Critical patent/RU2525806C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525806C1 publication Critical patent/RU2525806C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

FIELD: sports.
SUBSTANCE: device for creating load comprises a set of disks with central axial opening, which is located in the housing on the shaft, through which the shaft is passed, of which at least one disk is rigidly attached to the shaft and located between the pair of disks with the multipolar sector magnetisation, fixed in the housing, at that one is fixedly attached, and the other - with the possibility of changing the angular position. The essence of the solution consists in that all disks of the said set are designed in the form of identical annular magnets with axial sector magnetisation and initially face each other with the opposite poles.
EFFECT: increasing the amount of created load at small dimensions of the device and elimination of dependence of the created load on the speed of rotation of the drive shaft.
5 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к спортивному оборудованию, в частности к тренировочным устройствам для развития и укрепления мускулатуры и суставов упражнениями по преодолению противодействующего усилия, и может быть использовано в бытовых и спортивно-профессиональных тренажерах для создания и варьирования величины нагрузки.The invention relates to sports equipment, in particular to training devices for the development and strengthening of muscles and joints with exercises to overcome the opposing effort, and can be used in domestic and sports-professional simulators to create and vary the load.

Уровень техникиState of the art

Известен нагрузочный узел для тренировки спортсменов (см. патент SU 1625504, МПК: A63B 21/005, опубл. 07.02.91 г.), содержащий установленный в опорах вал, несущий лопатки, образующие крестовину, размещенную в полом цилиндрическом корпусе, заполненном электровязкой жидкостью и снабженном электродами, соединенными с источником регулируемого напряжения. Степень тормозного сопротивления, оказываемого со стороны электровязкой жидкости на вращающиеся лопатки, приводимые во вращение за счет приводного усилия, передаваемого через трос от спортсмена, устанавливается путем изменения напряжения источника питания, значение которого определяет коэффициент вязкости упомянутой жидкости.Known load node for training athletes (see patent SU 1625504, IPC: A63B 21/005, publ. 02/07/91), containing a shaft installed in the bearings, bearing blades, forming a cross, placed in a hollow cylindrical body filled with electroviscous fluid and provided with electrodes connected to an adjustable voltage source. The degree of braking resistance exerted by the electroviscous fluid from the rotating blades, driven into rotation by the drive force transmitted through the cable from the athlete, is established by changing the voltage of the power source, the value of which determines the viscosity coefficient of the said fluid.

К недостаткам известного решения следует отнести наличие источника электрического напряжения и электровязкой жидкости, что снижает безопасность эксплуатации устройства, обусловливает высокие требования изоляции и герметичности.The disadvantages of the known solutions include the presence of a source of electrical voltage and electrically viscous fluid, which reduces the safety of operation of the device, determines the high requirements of insulation and tightness.

Этих недостатков лишены устройства для создания нагрузки, использующие магнитные силы постоянных магнитов.These disadvantages are deprived of the device for creating a load using the magnetic forces of permanent magnets.

Известно устройство (см. патент US 5051638, МПК: A63B 21/005, опубл. 24.09.91 г.), содержащее закрепленный на приводном валу диск вихревых токов, по одну сторону которого выполнена крыльчатка (колесо вентилятора), а по другую сторону соосно ему установлен неподвижный диск с постоянными магнитами, размещенными по окружности с чередованием полюсов. Неподвижный диск состоит из двух шарнирно соединенных между собой частей.A device is known (see patent US 5051638, IPC: A63B 21/005, publ. 24.09.91), containing an eddy current disk fixed to the drive shaft, on one side of which an impeller (fan wheel) is made, and on the other side coaxially he has a fixed disk with permanent magnets arranged around a circle with alternating poles. The fixed disk consists of two parts pivotally connected to each other.

Упомянутое устройство представляет собой магнитный тормоз. Вихревые токи, возникающие во вращающемся диске под действием магнитных полей постоянных магнитов, создают электромагнитные поля, которые в свою очередь взаимодействуют с магнитными полями постоянных магнитов, создавая сопротивление вращению диска, а значит и вращению приводного вала, обеспечивая нагрузку для спортсмена, приводящего вал во вращение. Величину нагрузки регулируют, изменяя расстояние между подвижным диском и постоянными магнитами, путем отклонения нижней части диска с магнитами.Said device is a magnetic brake. The eddy currents that occur in a rotating disk under the action of magnetic fields of permanent magnets create electromagnetic fields, which in turn interact with the magnetic fields of permanent magnets, creating resistance to the rotation of the disk, and hence the rotation of the drive shaft, providing a load for the athlete, bringing the shaft into rotation . The load is adjusted by changing the distance between the movable disk and the permanent magnets, by deflecting the bottom of the disk with the magnets.

К недостаткам известного решения можно отнести значительные габариты и зависимость величины создаваемого сопротивления (нагрузки) от угловой скорости вращения диска вихревых токов. Поэтому подобные устройства широко используются для создания нагрузки в велотренажерах, характеризующихся большими угловыми скоростями вращения приводного вала.The disadvantages of the known solutions include significant dimensions and the dependence of the magnitude of the created resistance (load) on the angular velocity of rotation of the eddy current disk. Therefore, such devices are widely used to create a load in exercise bikes, characterized by high angular speeds of rotation of the drive shaft.

В качестве наиболее близкого аналога, по наличию признаков, сходных с существенными признаками заявляемого технического решения, принято устройство магнитного тормоза с выборочно переменным крутящим моментом, используемое для создания и регулирования нагрузки, раскрытое в патенте на изобретение US 4152617, МПК: H02K 49/00, опубл. 01.05.1979 г.As the closest analogue, by the presence of signs similar to the essential features of the claimed technical solution, a magnetic brake device with selectively variable torque, used to create and control the load, is disclosed in the patent for invention US 4152617, IPC: H02K 49/00, publ. 05/01/1979

Согласно упомянутому патенту, устройство содержит размещенную в корпусе на валу совокупность дисков с центральным осевым отверстием, через которое пропущен вал. По меньшей мере, один диск упомянутой совокупности жестко закреплен на валу (вращающийся диск) и размещен между парой неподвижных дисков с многополюсной секторной намагниченностью, т.е. имеющих множество магнитных полюсов в форме сектора, чередующихся по периметру. Эти т.н. магнитные диски жестко зафиксированы в корпусе, причем один полностью неподвижен, а другой имеет возможность изменения своего углового положения на валу, т.е. может быть повернут относительно вала и снова зафиксирован. Изначально магнитные диски установлены с расположением разноименных полюсов друг напротив друга, при этом направление намагниченности дисков не является существенным.According to the aforementioned patent, the device comprises a plurality of disks located in the housing on the shaft with a central axial hole through which the shaft is passed. At least one disk of the aforementioned set is rigidly fixed to the shaft (rotating disk) and is placed between a pair of fixed disks with multipolar sector magnetization, i.e. having many magnetic poles in the form of a sector, alternating around the perimeter. These so-called magnetic disks are rigidly fixed in the housing, one of which is completely stationary, and the other has the ability to change its angular position on the shaft, i.e. can be rotated relative to the shaft and locked again. Initially, magnetic disks are installed with opposite poles located opposite each other, while the direction of magnetization of the disks is not significant.

Нагрузка в виде сопротивления вращению вала и торможения диска, жестко закрепленного на валу, как и в предыдущем устройстве, создается за счет использования эффекта вихревых токов, образующихся во вращающемся диске под действием магнитных полей неподвижных дисков.The load in the form of resistance to rotation of the shaft and braking of the disk, rigidly fixed to the shaft, as in the previous device, is created by using the effect of eddy currents generated in the rotating disk under the action of the magnetic fields of the stationary disks.

К недостаткам ближайшего аналога, как и вышеупомянутого, следует отнести зависимость величины тормозного момента от угловой скорости вращения приводного вала, от диаметра и толщины вращающегося диска. Получение больших тормозных нагрузок в низкоскоростных силовых тренажерах при такой конструкции устройства возможно только при значительных увеличениях габаритов устройства (диаметров дисков).The disadvantages of the closest analogue, as well as the above, include the dependence of the braking torque on the angular speed of rotation of the drive shaft, on the diameter and thickness of the rotating disk. Obtaining large braking loads in low-speed power simulators with such a device design is possible only with significant increases in device dimensions (disk diameters).

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание компактного устройства, которое могло бы использоваться в любых, в том числе низкооборотистых силовых тренажерах, обеспечивающего создание постоянной нагрузки, не зависящей от скорости вращения вала.The technical problem to which the claimed invention is directed is to create a compact device that could be used in any, including low-speed power simulators, providing a constant load, independent of the shaft rotation speed.

В результате использования настоящего изобретения достигается целый ряд положительных технических результатов, а именно:As a result of using the present invention, a number of positive technical results are achieved, namely:

- значительное увеличение величины создаваемой нагрузки при малых габаритах устройства,- a significant increase in the magnitude of the created load with small dimensions of the device,

- создание постоянной нагрузки, не зависящей от скорости вращения вала, что обеспечивает широкие возможности использования устройства;- the creation of a constant load, independent of the speed of rotation of the shaft, which provides wide possibilities for using the device;

- возможность создания пульсирующего режима нагрузки, что способствует дополнительной тренировке и укреплению мышц.- the ability to create a pulsating load regime, which contributes to additional training and muscle strengthening.

Решение упомянутой технической задачи и положительные технические результаты достигаются благодаря тому, что в устройстве для создания нагрузки, содержащем размещенную в корпусе на валу совокупность дисков с центральным осевым отверстием, через которое пропущен вал, из которых, по меньшей мере, один диск жестко закреплен на валу и размещен между парой дисков с множественной секторной намагниченностью, закрепленных в корпусе: один - неподвижно, а другой - с возможностью изменения своего углового положения, согласно заявляемому изобретению, все диски выполнены в виде одинаковых кольцевых магнитов с аксиальной секторной намагниченностью и изначально обращены друг к другу разноименными полюсами.The solution of the aforementioned technical problem and positive technical results are achieved due to the fact that in the device for creating a load containing a plurality of disks located in the housing on the shaft with a central axial hole through which the shaft is passed, of which at least one disk is rigidly fixed to the shaft and placed between a pair of disks with multiple sector magnetization, mounted in the housing: one is stationary, and the other with the ability to change its angular position, according to the claimed invented On July, all disks are made in the form of identical ring magnets with axial sector magnetization and were initially facing each other with opposite poles.

Как и в прототипе, совокупность дисков, по сути, образует тормозной механизм, создающий сопротивление вращению вала, который приводится во вращение тренирующимся (спортсменом), например, через трос или педали, что обеспечивает нагрузку для последнего.As in the prototype, the set of discs, in fact, forms a braking mechanism that creates resistance to rotation of the shaft, which is brought into rotation by the trainee (athlete), for example, through a cable or pedals, which provides a load for the latter.

В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве тормозной механизм целиком, включая диск, закрепленный на валу, собран на постоянных кольцевых магнитах с аксиальной, иначе - осевой, многополюсной секторной намагниченностью.In contrast to the prototype in the proposed device, the entire brake mechanism, including the disk mounted on the shaft, is assembled on permanent ring magnets with axial, otherwise, axial, multipolar sector magnetization.

Кольцевой магнит представляет собой плоское кольцо, т.е. плоскую деталь с цилиндрической внешней поверхностью, что тоже самое, что и диск с центральным осевым отверстием.The ring magnet is a flat ring, i.e. a flat part with a cylindrical outer surface, which is the same as a disk with a central axial hole.

В результате аксиальной (осевой) намагниченности магнитные полюса кольцевого магнита расположены на его плоских поверхностях и чередуются по периметру с обеих сторон.As a result of axial (axial) magnetization, the magnetic poles of the ring magnet are located on its flat surfaces and alternate along the perimeter on both sides.

По сути, каждый кольцевой магнит представляет собой кольцевую магнитную систему, состоящую из одинаковых постоянных магнитов, в форме сектора размещенных по кольцу с чередованием направления осевой намагниченности, причем количество секторов в такой системе всегда будет четным.In fact, each ring magnet is a ring magnetic system consisting of the same permanent magnets, in the form of a sector placed along the ring with alternating directions of axial magnetization, and the number of sectors in such a system will always be even.

Изначально (при сборке устройства) все кольцевые магниты тормозного механизма размещены на валу одинаково, т.е. с одинаковым направлением осевой намагниченности в расположенных друг напротив друга секторах кольцевых магнитов. В результате чего и с одной, и с другой стороны каждого из кольцевых магнитов напротив его полюсов расположены противоположные полюса соседних кольцевых магнитов.Initially (when assembling the device), all the ring magnets of the brake mechanism are placed equally on the shaft, i.e. with the same direction of axial magnetization in opposite sectors of the ring magnets. As a result, on the one and the other side of each of the ring magnets opposite poles are opposite poles of adjacent ring magnets.

Разноименные полюса магнитов, как известно, притягиваются. В результате на вращающийся, жестко закрепленный на валу кольцевой магнит одновременно с двух сторон действуют силы притяжения со стороны кольцевых магнитов, жестко зафиксированных в корпусе, причем силы притяжения действуют по всей площади магнитов, препятствуя повороту вала.Opposite poles of magnets are known to attract. As a result, a rotating magnet rigidly fixed to the shaft of the magnet at the same time acts on both sides by attractive forces from the side of the ring magnets rigidly fixed in the housing, and the attractive forces act across the entire area of the magnets, preventing the rotation of the shaft.

Замена диска вихревых токов (вращающегося диска) на кольцевой магнит позволила значительно увеличить тормозящие силы, а значит и величину получаемой на выходе устройства нагрузки, и при этом уменьшить габариты устройства.Replacing the eddy current disk (rotating disk) with an annular magnet significantly increased the braking forces, and hence the magnitude of the load received at the output of the device, and at the same time reduce the dimensions of the device.

Постоянные магниты характеризуются определенной постоянной магнитной силой, зависящей только от параметров используемых магнитов: их формы, размеров и материала, из которого он состоит.Permanent magnets are characterized by a certain constant magnetic force, which depends only on the parameters of the magnets used: their shape, dimensions and the material of which it consists.

Учитывая, что параметры магнитов в устройстве неизменны, зазоры между ними постоянны, то сила взаимодействия между магнитами также представляет собой постоянную величину, что обеспечивает создание постоянного момента сопротивления (постоянной нагрузки), независимо от скорости вращения приводного вала. Это позволило одинаково успешно использовать устройство, как в скоростных, так и в низкооборотистых силовых тренажерах с тросовым приводом.Given that the parameters of the magnets in the device are unchanged, the gaps between them are constant, the interaction force between the magnets is also a constant value, which ensures the creation of a constant moment of resistance (constant load), regardless of the speed of rotation of the drive shaft. This allowed equally successful use of the device, both in high-speed and in low-speed power simulators with a cable drive.

Выполнение кольцевых магнитов с секторной намагниченностью обеспечивает создание пульсирующего режима работы с постоянной амплитудой нагрузки, повторяющейся через угол, равный углу сектора кольцевого магнита.The implementation of ring magnets with sector magnetization provides the creation of a pulsating mode of operation with a constant amplitude of the load, repeated through an angle equal to the angle of the sector of the ring magnet.

При повороте приводного вала на угол, равный по величине углу сектора кольцевых магнитов, вращающийся кольцевой магнит окажется в положении, когда его полюса размещены напротив одноименных полюсов неподвижных магнитов. В этом положении силы осевого притяжения отсутствуют (нагрузка снята). При дальнейшем смещении полюсов (повороте вала), которое происходит под действием тянущего усилия со стороны спортсмена, на вращающийся кольцевой магнит со стороны соседних неподвижных кольцевых магнитов будут одновременно действовать силы отталкивания однополярных полюсов и силы притяжения разноименных полюсов, что в совокупности способствует более быстрому повороту вала и закрепленного на нем диска в положение, где его полюса будут размещены напротив противоположных полюсов соседних кольцевых магнитов, т.е. в положение, где вновь потребуется приложение усилия для поворота вала.When the drive shaft is rotated by an angle equal to the angle of the sector of the ring magnets, the rotating ring magnet will be in the position when its poles are placed opposite the poles of the fixed magnets of the same name. In this position, axial forces are absent (load removed). With a further pole shift (shaft rotation), which occurs under the pulling force of the athlete, the repulsive ring magnet from the side of adjacent stationary ring magnets will simultaneously act as repulsive forces of unipolar poles and attractive forces of unlike poles, which together contributes to a faster rotation of the shaft and a disk mounted on it in a position where its poles will be placed opposite opposite poles of adjacent ring magnets, i.e. to the position where the application of force is again required to rotate the shaft.

Таким образом, период «снятия нагрузки» значительно более кратковременный, чем период «приложения нагрузки». Положение магнитов, когда они притягиваются друг к другу, является устойчивым, в отличие от положения с ориентацией кольцевых магнитов друг к другу одноименными полюсами, и чтобы вывести устройство из этого устойчивого положения, требуется приложение значительных усилий. Поэтому по совокупности преобладающих воздействий предлагаемый механизм работает на торможение вала и создание нагрузки.Thus, the period of "unloading" is much shorter than the period of "load application". The position of the magnets when they are attracted to each other is stable, in contrast to the position with the orientation of the ring magnets to the same poles, and to bring the device out of this stable position, considerable effort is required. Therefore, in the aggregate of the prevailing influences, the proposed mechanism works to brake the shaft and create a load.

Для изменения динамики нагрузки и сглаживания пульсаций на одном приводном валу может быть размещено два или более предлагаемых устройства, при этом каждое последующее размещают на валу с угловым смещением относительно предыдущего.To change the dynamics of the load and smooth out the ripple on one drive shaft, two or more of the proposed devices can be placed, with each subsequent one being placed on the shaft with an angular displacement relative to the previous one.

Начальное (исходное) положение устройства, когда все кольцевые магниты тормозного механизма обращены друг к другу разноименными полюсами, соответствует максимальной создаваемой нагрузке.The initial (initial) position of the device, when all the ring magnets of the brake mechanism are facing each other with opposite poles, corresponds to the maximum load created.

Изменение величины создаваемой нагрузки осуществляют при помощи кольцевого магнита, установленного в корпусе с возможностью изменения своего углового положения, поворачивая его на некоторый угол, не превышающий величину угла сектора кольцевых магнитов. В результате такого поворота уменьшается площадь перекрытия разноименных, расположенных друг напротив друга полюсов (секторов) кольцевых магнитов, что способствует уменьшению действия сил притяжения на вращающийся магнит с одной его стороны и уменьшению нагрузки на выходе устройства. Минимальная нагрузка устройства соответствует повороту упомянутого кольцевого магнита из исходного положения на угол, равный углу сектора.The magnitude of the generated load is carried out using an annular magnet installed in the housing with the ability to change its angular position, turning it by a certain angle not exceeding the magnitude of the angle of the sector of ring magnets. As a result of this rotation, the overlapping area of opposite, opposite poles (sectors) of the ring magnets is reduced, which helps to reduce the action of the attractive forces on the rotating magnet from one side and to reduce the load at the output of the device. The minimum load of the device corresponds to the rotation of the said ring magnet from its initial position by an angle equal to the angle of the sector.

Возможность изменения углового положения кольцевого магнита может быть реализована за счет его закрепления посредством втулки, установленной в корпусе с возможностью поворота в пределах угла, равного углу сектора кольцевого магнита, и с возможностью фиксации своего положения.The ability to change the angular position of the ring magnet can be realized by fixing it with a sleeve mounted in the housing with the possibility of rotation within an angle equal to the angle of the sector of the ring magnet, and with the possibility of fixing its position.

В предпочтительном случае реализации устройства оно содержит два кольцевых магнита, жестко закрепленных на валу, размещенных по сторонам относительно неподвижно закрепленного в корпусе кольцевого магнита. При этом по другую сторону от вращающихся (закрепленных на валу) кольцевых магнитов размещены кольцевые магниты, имеющие возможность изменения углового положения, которых в этом случае исполнения устройства также два. Каждый из этих магнитов закреплен во втулке, установленной в корпусе с возможностью поворота в пределах угла, равного углу сектора кольцевого магнита, выполненной с возможностью фиксации своего положения, при этом втулки связаны между собой жесткой связью. Для удобства поворота втулок к упомянутой жесткой связи может быть закреплена ручка или рычаг.In a preferred embodiment of the device, it comprises two ring magnets rigidly fixed to the shaft, placed on the sides of the ring magnet fixedly fixed in the housing. At the same time, ring magnets are placed on the other side of the rotating (fixed on the shaft) ring magnets, having the ability to change the angular position, which in this case is also two. Each of these magnets is fixed in a sleeve mounted in the housing with the possibility of rotation within the angle equal to the angle of the sector of the ring magnet, made with the possibility of fixing its position, while the bushings are interconnected by a rigid connection. For ease of rotation of the bushings to said rigid coupling, a handle or lever may be fixed.

Предпочтительное исполнение устройства позволяет исключить осевые нагрузки на обе опоры вала и возможность осевого биения вала в процессе работы, за счет чего повысить надежность и долговечность работы устройства, а также позволяет дополнительно увеличить величину создаваемой нагрузки на выходе.The preferred embodiment of the device eliminates axial loads on both shaft supports and the possibility of axial runout of the shaft during operation, thereby increasing the reliability and durability of the device, and also allows you to further increase the magnitude of the output load.

В предлагаемом устройстве силы притяжения между кольцевыми магнитами достаточно велики. Поэтому для облегчения поворота втулок и уменьшения прикладываемых при этом усилий целесообразно разместить с внешней стороны от кольцевых магнитов, установленных с возможностью изменения углового положения, еще по одному кольцевому магниту с аксиальной секторной намагниченностью, т.н. вспомогательному. Последний жестко закрепляют в корпусе и ориентируют одноименными полюсами к рядом расположенному кольцевому магниту, имеющему возможность изменения углового положения. Вспомогательный магнит оказывает выталкивающее воздействие на поворачиваемый кольцевой магнит, действуя противоположно силам притяжения, приложенным к последнему с противоположной стороны. В результате поворот крайних кольцевых магнитов для регулирования создаваемого усилия нагрузки будет осуществлен с минимальным приложением сил.In the proposed device, the attractive forces between the ring magnets are quite large. Therefore, to facilitate the rotation of the bushings and reduce the applied forces, it is advisable to place one more ring magnet with axial sector magnetization on the outside from the ring magnets mounted with the possibility of changing the angular position, so-called auxiliary. The latter is rigidly fixed in the housing and oriented with the same poles to the adjacent ring magnet, which has the ability to change the angular position. The auxiliary magnet exerts a buoyant effect on the rotatable ring magnet, acting opposite to the attractive forces applied to the latter from the opposite side. As a result, the rotation of the extreme ring magnets to control the generated load force will be carried out with minimal application of forces.

В конкретном примере реализации устройства привод вращения вала выполнен в виде намоточного барабана с тросом, соединенного с валом посредством обгонной муфты и пружинного возвратного механизма.In a specific example of the implementation of the device, the shaft rotation drive is made in the form of a winding drum with a cable connected to the shaft by means of an overrunning clutch and a spring return mechanism.

В качестве магнитов предпочтительно использование редкоземельных магнитов.As magnets, the use of rare earth magnets is preferred.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность заявляемого технического решения поясняется примером и чертежами, где на фиг.1 изображено устройство, общий вид, продольный разрез;The essence of the claimed technical solution is illustrated by an example and drawings, where Fig. 1 shows a device, a general view, a longitudinal section;

на фиг.2 - то же, поперечный разрез;figure 2 is the same, cross section;

на фиг.3 - схематично устройство в положении максимальной нагрузки;figure 3 - schematically the device in the maximum load position;

на фиг.4 - схематично устройство в положении минимальной нагрузки;figure 4 - schematically the device in the minimum load position;

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Предлагаемое устройство для создания нагрузки содержит корпус 1, в котором в подшипниковых опорах 2 и 3 установлен приводной вал 4 с размещенной на нем совокупностью кольцевых магнитов 5-9 с аксиальной многополюсной секторной намагниченностью.The proposed device for creating a load includes a housing 1, in which a bearing shaft 4 is installed in the bearing supports 2 and 3 with a set of ring magnets 5-9 placed on it with axial multipolar sector magnetization.

Кольцевые магниты 5-9 характеризуются одинаковым четным количеством магнитных секторов с попеременно чередующимся от сектора к сектору осевым направлением намагниченности. В приведенном примере реализации устройства (см. фиг.1, 2) каждый кольцевой магнит имеет восемь магнитных секторов. Количество секторов может быть иным, но всегда будет четным.Ring magnets 5-9 are characterized by the same even number of magnetic sectors with alternating axial direction of magnetization alternating from sector to sector. In the example implementation of the device (see figure 1, 2), each ring magnet has eight magnetic sectors. The number of sectors may be different, but will always be even.

Кольцевые магниты 5-9 могут быть изготовлены двумя путями: из единой заготовки путем многополюсного аксиального секторного намагничивания либо путем сборки из отдельных постоянных магнитов в форме сектора, собранных в кольцо с чередованием полюсов.Ring magnets 5-9 can be made in two ways: from a single workpiece by multi-pole axial sector magnetization or by assembling from separate permanent magnets in the form of a sector, assembled into a ring with alternating poles.

В устройстве используют редкоземельные магниты, которые отличаются высокими магнитными свойствами при своих небольших размерах. В зависимости от веса и своей площади такое кольцо может создавать разную силу притяжения.The device uses rare earth magnets, which are distinguished by high magnetic properties with their small size. Depending on the weight and its area, such a ring can create different attractive forces.

Кольцевые магниты 6 и 8 жестко закреплены на валу 4. Кольцевые магниты 5, 7 и 9 размещены на валу 4 свободно (с зазором) и закреплены в корпусе 1, причем магнит 7 закреплен жестко и является неподвижным.Ring magnets 6 and 8 are rigidly fixed on the shaft 4. Ring magnets 5, 7 and 9 are freely mounted on the shaft 4 (with a gap) and are fixed in the housing 1, and the magnet 7 is fixed rigidly and is stationary.

Закрепление магнитов в корпусе может быть выполнено посредством втулок. Втулки 10 и 11, посредством которых закреплены магниты 5 и 9, снабжены ушами 12, размещенными в отверстиях 13 корпуса 1, что обеспечивает возможность поворота втулок в пределах угла, равного углу сектора кольцевых магнитов, который для данного примера составляет 45°. Втулки 10 и 11 соединены между собой посредством жесткой связи 14, снабженной рычагом 15, используемым в качестве ручки для поворота, и подпружиненным фиксатором положения 16, палец которого размещается в отверстии 17 шкалы 18 корпуса.The fixing of the magnets in the housing can be carried out by means of bushings. The sleeves 10 and 11, by means of which the magnets 5 and 9 are fixed, are provided with ears 12 located in the holes 13 of the housing 1, which makes it possible to rotate the sleeves within an angle equal to the angle of the ring magnet sector, which for this example is 45 °. The bushings 10 and 11 are interconnected by means of a rigid connection 14, equipped with a lever 15, used as a handle for rotation, and a spring-loaded position lock 16, the finger of which is placed in the hole 17 of the scale 18 of the housing.

По сторонам от тормозного механизма на валу 4 установлены вспомогательные кольцевые магниты 19 и 20 с аксиальной секторной намагниченностью, выполненные аналогично кольцевым магнитам 5-9. Магниты 19 и 20 жестко закреплены в корпусе 1 и ориентированы одноименными полюсами к магнитам 5 и 9 соответственно.On the sides of the brake mechanism on the shaft 4 there are auxiliary ring magnets 19 and 20 with axial sector magnetization, made similar to ring magnets 5-9. The magnets 19 and 20 are rigidly fixed in the housing 1 and are oriented by the same poles to the magnets 5 and 9, respectively.

Привод вращения вала 4 выполнен в виде намоточного барабана 21, соединенного с валом 4 посредством обгонной муфты 22 с пружинным возвратным механизмом. На наружной поверхности барабана 21 зафиксирован один конец троса-тяги 23, второй конец которого соединен с захватом 24 спортсмена.The rotation drive of the shaft 4 is made in the form of a winding drum 21 connected to the shaft 4 by means of an overrunning clutch 22 with a spring return mechanism. On the outer surface of the drum 21 is fixed one end of the cable-rod 23, the second end of which is connected to the grip 24 of the athlete.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В исходном состоянии устройства (см. фиг.1, 3) все кольцевые магниты 5-9 размещены на валу одинаково, с одинаковым направлением осевой намагниченности в расположенных друг напротив друга секторах кольцевых магнитов. Каждому из секторов, закрепленных на валу кольцевых магнитов 6 и 8, с обеих сторон противостоят противоположные магнитные полюса соседних кольцевых магнитов 5, 7 и 9, жестко зафиксированных в корпусе. Силы притяжения действуют на кольцевые магниты 6 и 8 с двух сторон, препятствуя их вращению, оказывая противодействие крутящему моменту, создаваемому на валу тяговым усилием спортсмена, что обеспечивает нагрузку на мышцы спортсмена. Площади магнитных секторов (в неподвижном состоянии устройства) перекрыты полностью. В этом положении устройство создает максимальную нагрузку.In the initial state of the device (see Figs. 1, 3), all the ring magnets 5-9 are placed on the shaft equally, with the same direction of axial magnetization in opposite sectors of the ring magnets. Each of the sectors mounted on the shaft of ring magnets 6 and 8 is opposed on both sides by opposite magnetic poles of adjacent ring magnets 5, 7 and 9, which are rigidly fixed in the housing. The forces of attraction act on the ring magnets 6 and 8 from two sides, preventing their rotation, counteracting the torque created on the shaft by the traction force of the athlete, which provides a load on the muscles of the athlete. The areas of the magnetic sectors (in the stationary state of the device) are completely covered. In this position, the device creates maximum load.

При вытяжении намоточного шнура 23 обгонная муфта 22 вступает в жесткое соединение с валом 4, обеспечивая его вращение. Вместе с валом 4 вращаются жестко закрепленные на нем кольцевые магниты 6 и 8, при этом их магнитные сектора взаимодействуют с магнитными секторами соседних кольцевых магнитов (5, 7, 9), жестко закрепленных в корпусе, что обеспечивает создание пульсирующего режима нагрузки сопротивления вращению вала 4, с преобладанием «тормозящего» эффекта, препятствующего вытяжению шнура 23.When stretching the winding cord 23, the overrunning clutch 22 enters into a rigid connection with the shaft 4, ensuring its rotation. Together with the shaft 4, ring magnets 6 and 8, rigidly fixed on it, rotate, while their magnetic sectors interact with the magnetic sectors of neighboring ring magnets (5, 7, 9), rigidly fixed in the housing, which ensures the creation of a pulsating load mode of resistance to rotation of the shaft 4 , with a predominance of "inhibitory" effect, preventing the extension of the cord 23.

Возврат устройства в исходное состояние с возвратной намоткой шнура 23 на барабан 21 осуществляется посредством пружинного механизма (на чертежах не показан). При этом обгонная муфта выходит из жесткого зацепления с валом 4.The device is returned to its initial state with the cord 23 being rewound onto the drum 21 by means of a spring mechanism (not shown in the drawings). In this case, the freewheel disengages from rigid engagement with the shaft 4.

Для изменения величины нагрузки осуществляют поворот втулок 10 и 11 с закрепленными в них кольцевыми магнитами 5 и 9 на угол а. В приведенном примере в устройстве предусмотрена возможность дискретного поворота втулок 10 и 11 в пределах угла от 0 до 45°, для чего на шкале 18 выполнено несколько отверстий 17, через определенный шаг. Для поворота вынимают фиксатор 16 из отверстия и, удерживая его, сдвигают рычаг 15 на нужный угол, после чего фиксатор 16 отпускают, и его палец входит в соответствующее отверстие. Втулки 10 и 11 с магнитами 5 и 9 снова жестко зафиксированы относительно корпуса, устройство готово к работе.To change the magnitude of the load, the sleeves 10 and 11 are rotated with the ring magnets 5 and 9 fixed in them at an angle a. In the above example, the device provides for the possibility of discrete rotation of the bushings 10 and 11 within the angle from 0 to 45 °, for which several holes 17 are made on the scale 18, after a certain step. To rotate, remove the latch 16 from the hole and, holding it, shift the lever 15 to the desired angle, after which the latch 16 is released, and his finger enters the corresponding hole. The bushings 10 and 11 with magnets 5 and 9 are again rigidly fixed relative to the housing, the device is ready for operation.

При повороте втулок 10 и 11 на угол 45° магнитные сектора кольцевых магнитов 5 и 9 окажутся расположены напротив одноименных полюсов кольцевых магнитов 6 и 8, закрепленных на валу 4 (см. фиг.4). В этом положении на кольцевые магниты 6 и 8 с одной стороны будут действовать силы притяжения - со стороны магнитных полюсов неподвижно закрепленного в корпусе кольцевого магнита 7, а с другой стороны - выталкивающие силы однополярных магнитных полюсов кольцевых магнитов 5 и 9. Создаваемая устройством тормозящая нагрузка в этом положении будет минимальной.When the sleeves 10 and 11 are rotated through an angle of 45 °, the magnetic sectors of the ring magnets 5 and 9 will be located opposite the same poles of the ring magnets 6 and 8, mounted on the shaft 4 (see figure 4). In this position, the ring magnets 6 and 8 will be affected by attractive forces on the one hand, from the side of the magnetic poles of the ring magnet 7 fixed in the housing, and on the other hand, the buoyant forces of the unipolar magnetic poles of the ring magnets 5 and 9. The braking load created by the device This position will be minimal.

Изменяя угол поворота втулок 10 и 11 с закрепленными в них магнитами, управляют величиной создаваемой нагрузки.By changing the angle of rotation of the bushings 10 and 11 with magnets fixed in them, the magnitude of the generated load is controlled.

Кольцевые магниты 19 и 20 выполняют функцию компенсаторов силы, прилагаемой для поворота втулок 10 и 11 с кольцевыми магнитами. Вектор действия магнитных сил со стороны магнитов 19 и 20 направлен противоположно силам, действующим на кольцевые магниты 5 и 9 со стороны кольцевых магнитов 6 и 8, что способствует преодолению последних и снижению прилагаемых для поворота усилий.Ring magnets 19 and 20 serve as compensators for the force applied to rotate the sleeves 10 and 11 with ring magnets. The action vector of the magnetic forces from the side of the magnets 19 and 20 is directed opposite to the forces acting on the ring magnets 5 and 9 from the side of the ring magnets 6 and 8, which helps to overcome the latter and reduce the forces applied to rotate.

Приведенный пример иллюстрирует предпочтительный случай реализации устройства, однако не ограничивает возможности использования предлагаемого технического решения в устройствах с большим или меньшим количеством кольцевых магнитов.The above example illustrates the preferred case of the device, but does not limit the possibility of using the proposed technical solution in devices with more or less ring magnets.

Claims (5)

1. Устройство для создания нагрузки, содержащее размещенную в корпусе на валу совокупность дисков с центральным осевым отверстием, через которое пропущен вал, из которых, по меньшей мере, один диск жестко закреплен на валу и размещен между парой дисков с многополюсной секторной намагниченностью, закрепленных в корпусе: один - неподвижно, а другой - с возможностью изменения углового положения, отличающееся тем, что все диски выполнены в виде одинаковых кольцевых магнитов с аксиальной секторной намагниченностью и изначально обращены друг к другу разноименными полюсами.1. A device for creating a load comprising a plurality of disks placed in a housing on a shaft with a central axial hole through which a shaft is passed, of which at least one disk is rigidly fixed to the shaft and placed between a pair of disks with multipolar sector magnetization fixed in case: one - motionless, and the other - with the ability to change the angular position, characterized in that all the disks are made in the form of identical ring magnets with axial sector magnetization and are initially facing each other rugu opposite poles. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что возможность изменения углового положения кольцевого магнита реализована за счет его закрепления посредством втулки, установленной в корпусе с возможностью поворота в пределах угла, равного углу сектора кольцевого магнита, и с возможностью фиксации своего положения.2. The device according to claim 1, characterized in that the possibility of changing the angular position of the ring magnet is realized by fixing it with a sleeve mounted in the housing with the possibility of rotation within an angle equal to the angle of the sector of the ring magnet, and with the possibility of fixing its position. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит два кольцевых магнита, жестко закрепленных на валу, размещенных по сторонам относительно неподвижно закрепленного в корпусе кольцевого магнита, и соответственно два кольцевых магнита, закрепленных с возможностью изменения углового положения, каждый из которых закреплен во втулке, установленной в корпусе с возможностью поворота в пределах угла, равного углу сектора кольцевого магнита, и с возможностью фиксации своего положения, при этом втулки связаны между собой жесткой связью.3. The device according to claim 1, characterized in that it contains two ring magnets rigidly mounted on the shaft, located on the sides of a relatively fixed ring magnet in the housing, and accordingly, two ring magnets fixed with the possibility of changing the angular position, each of which fixed in a sleeve mounted in the housing with the possibility of rotation within an angle equal to the angle of the sector of the ring magnet, and with the possibility of fixing its position, while the bushings are interconnected by a rigid connection. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно содержит два вспомогательных кольцевых магнита с аксиальной секторной намагниченностью, неподвижно закрепленных в корпусе по сторонам относительно кольцевых магнитов, закрепленных с возможностью изменения углового положения, и ориентированных к последним одноименными полюсами.4. The device according to claim 3, characterized in that it contains two auxiliary ring magnets with axial sector magnetization, fixedly mounted in the housing on the sides relative to the ring magnets, fixed with the possibility of changing the angular position, and oriented to the last poles of the same name. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод вращения вала выполнен в виде намоточного барабана с тросом, соединенного с валом посредством обгонной муфты с пружинным возвратным механизмом. 5. The device according to claim 1, characterized in that the shaft rotation drive is made in the form of a winding drum with a cable connected to the shaft by means of an overrunning clutch with a spring return mechanism.
RU2013126247/12A 2013-06-07 2013-06-07 Device for creating load RU2525806C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126247/12A RU2525806C1 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Device for creating load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126247/12A RU2525806C1 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Device for creating load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2525806C1 true RU2525806C1 (en) 2014-08-20

Family

ID=51384635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013126247/12A RU2525806C1 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Device for creating load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525806C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199785U1 (en) * 2020-04-15 2020-09-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации MAGNETIC FLUID BIKE
RU199782U1 (en) * 2020-06-08 2020-09-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации MAGNETIC FLUID UNIVERSAL SIMULATOR
RU200919U1 (en) * 2020-06-08 2020-11-18 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации BIKE
RU211884U1 (en) * 2021-11-22 2022-06-28 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации COOLED LOAD UNIT OF MAGNETIC FLUID EXERCISER BIKE

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2361239A (en) * 1943-04-28 1944-10-24 Gen Electric Fishing reel
SU1757694A1 (en) * 1990-03-23 1992-08-30 Г.И.Хасаиов Device for training boxers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2361239A (en) * 1943-04-28 1944-10-24 Gen Electric Fishing reel
SU1757694A1 (en) * 1990-03-23 1992-08-30 Г.И.Хасаиов Device for training boxers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199785U1 (en) * 2020-04-15 2020-09-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации MAGNETIC FLUID BIKE
RU199782U1 (en) * 2020-06-08 2020-09-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации MAGNETIC FLUID UNIVERSAL SIMULATOR
RU200919U1 (en) * 2020-06-08 2020-11-18 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации BIKE
RU211884U1 (en) * 2021-11-22 2022-06-28 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации COOLED LOAD UNIT OF MAGNETIC FLUID EXERCISER BIKE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018378967B2 (en) Systems and methods for selectively rotationally fixing a pedaled drivetrain
EP3341089B1 (en) Strength training device using magnetorheological fluid clutch apparatus
US10065054B2 (en) Braking mechanisms
US6186290B1 (en) Magnetorheological brake with integrated flywheel
RU2525806C1 (en) Device for creating load
US7326156B2 (en) Handheld gyroscopic exercise device
US20040130228A1 (en) Magnetic induction coupler
JP2008253081A (en) Rotating body having eccentric gravity center and driving device thereof
US11007403B2 (en) Tire flip simulator
EP1524756A1 (en) Magnetic induction coupler
US6761254B2 (en) Brake assembly, in particular for cyclists' training device
Kikuchi et al. Development of cylindrical magnetorheological fluid brake for virtual cycling system
CN109873550B (en) Magnetic coupling control device and magnetic coupling device
WO2024131732A1 (en) Exoskeleton training device
RU2135243C1 (en) Electrically controlled magnetic-dispersed brake and loader for exercisers with electrically controlled magnetic-dispersed brake
CN221130854U (en) Rope skipping handle and rope skipping
TW200922648A (en) Magnetic mechanism with an intermediate rotation device
TWM333194U (en) Interval magnetic control device
SE508493C2 (en) Muscle-training machine

Legal Events

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

Effective date: 20190608