RU2651438C1 - Device for training skier's muscles - Google Patents

Device for training skier's muscles Download PDF

Info

Publication number
RU2651438C1
RU2651438C1 RU2017100476A RU2017100476A RU2651438C1 RU 2651438 C1 RU2651438 C1 RU 2651438C1 RU 2017100476 A RU2017100476 A RU 2017100476A RU 2017100476 A RU2017100476 A RU 2017100476A RU 2651438 C1 RU2651438 C1 RU 2651438C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heart rate
power
training
skier
frame
Prior art date
Application number
RU2017100476A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Васильевич Афанасенко
Евгений Васильевич Афанасенко
Святослав Васильевич Афанасенко
Original Assignee
Василий Васильевич Афанасенко
Евгений Васильевич Афанасенко
Святослав 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, Евгений Васильевич Афанасенко, Святослав Васильевич Афанасенко filed Critical Василий Васильевич Афанасенко
Priority to RU2017100476A priority Critical patent/RU2651438C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2651438C1 publication Critical patent/RU2651438C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: sports equipment.
SUBSTANCE: invention relates to sports simulators, namely to devices for training and improving motor actions, psychological stability and strong-willed training of a skier. Device contains a mechanical means for creating a load for the training skier, made in the form of two power units on the basis of rubber shock absorbers having holders and having the ability to set a weighing down load and dynamically change it during movement, as well as its reverse change when returning to the starting position, a personal computer that receives signals from the heart rate meter and force sensors through the electrical wires. Device includes: a tunable stabilized slope simulator, made of two panels connected by a wide hinge, providing the regulation and stabilization of the slope angle of the slope simulator with the help of two threaded clamps.
EFFECT: expansion of functionality is provided by introducing a stabilized and adjustable slope simulator and the possibility of changing the slope angle.
6 cl, 15 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к классу спортивных тренажеров и использовано для тренировки мышц горнолыжниками как начинающими, так и опытными.The present invention relates to the class of sports simulators and is used for muscle training by skiers, both beginners and experienced.

Из уровня техники известен <PROSKI - SIMULATORPOFESSIONAL SKI - MACHINE> (http://www.Ski-simulator.com/), содержащий: имитатор склона, выполненный с неизменным углом наклона, состоящий из двух дуг, скрепленных двумя квадратными брусками, связанными между собой доской по середине, а на дугах сделаны канальцы по которым двигается тележка на четырех подшипниках, на которой установлены и фиксировано перемещаемые с возможностью вращения две площадки, на которые становится занимающийся, и которая связана с указанной доской с помощью резинового амортизатора, и на упомянутых брусках закреплена трубчатая конструкция, за которую он держится, на этой конструкции установлен специализированный компьютер.The prior art known <PROSKI - SIMULATORPOFESSIONAL SKI - MACHINE> (http://www.Ski-simulator.com/), containing: a slope simulator made with a constant angle of inclination, consisting of two arcs, fastened by two square bars connected between a board in the middle, and on the arcs there are tubules along which a trolley moves on four bearings, on which two platforms are mounted and fixedly rotatable, onto which the practitioner becomes, and which is connected to the specified board using a rubber shock absorber, and on the aforementioned kah fixed tubular structure, for which he holds, this structure dedicated computer installed.

Достоинством данного технического решения является его относительная простота.The advantage of this technical solution is its relative simplicity.

Основными же его недостатками являются:Its main disadvantages are:

- во-первых, неизменность угла наклона имитатора склона;- firstly, the invariance of the slope simulator;

- во-вторых, относительная громоздкость тренажера;- secondly, the relative bulkiness of the simulator;

- в третьих, нет регулировки и измерения воздействующей силы на мышцы занимающегося.- thirdly, there is no adjustment and measurement of the acting force on the muscles of the student.

Главной задачей предлагаемого изобретения является:The main objective of the invention is:

- во-первых, приближение силовых узлов к мышцам от пояса и ниже к ступням, плечевого пояса и рук занимающегося, на которые необходимо воздействовать организовав дифференцировнный подход к приложению и измерению параметров силовых воздействий на мышцы ног и туловища занимающегося горнолыжника;- firstly, the approach of power nodes to the muscles from the waist and lower to the feet, the shoulder girdle and the hands of the practitioner, which must be influenced by organizing a differentiated approach to the application and measurement of the parameters of the force effects on the muscles of the legs and torso of the practicing skier;

- во-вторых, расширение функциональных возможностей путем введения стабилизированного и регулируемого имитатора склона и возможности изменения его угла наклона.- secondly, the expansion of functionality by introducing a stable and adjustable slope simulator and the possibility of changing its angle of inclination.

Технический результат заключается в устранении указанных выше недостатков.The technical result consists in eliminating the above disadvantages.

Указанная задача в «Устройстве для тренировки мышц горнолыжника», содержащем средство для создания нагрузки тренирующемуся горнолыжнику, выполненное в виде двух силовых узлов на основе резиновых амортизаторов, имеющих держатели и обладающих возможностью задания отягчающей нагрузки и динамичного ее изменения при движении, а также обратного ее изменения при возвращении в исходное положение, персональный компьютер, на который приходят по электрическим проводам сигналы с измерителя частоты сердечных сокращений (ЧСС) и датчиков силы, источник электропитания, решающееся тем, что в него, введен перестраиваемый стабилизированный имитатор склона, выполненный из двух панелей: нижней и верхней, соединенные широким шарниром, обеспечивающим с помощью двух резьбовых фиксаторов регулирование и стабилизацию угла наклона имитатора склона и снабженного присосками, установленными на нижней панели для надежного прикрепления имитатора склона к полу, а на верхней его панели предусмотрены элементы резьбовых фиксаторов и крепежные элементы для установки и перемещаемых двух нагрузочных узлов, каждый из которых состоит из двух площадок, соединенных между собой с помощью пружин,: на нижней площадке, в которой предусмотрены ответные части указанных крепежных элементов, и верхней площадке, на которую становится занимающийся горнолыжник, и он фиксирует положение стопы, и в которой встроена в каждой указанной площадке в виде шарнира металлическая пластинка и при этом, к нижней панели имитатора склона прикреплены два кронштейна, перпендикулярно с каждой боковой стороны, и с которыми, во-вторых, связаны упомянутые два силовых узла так, как каждый силовой узел одним концом прикреплен к кронштейну, а вторым концом - ко второй части указанной металлической пластинки и при этом, каждый силовой узел составлен из: датчика силы, силового элемента, выполненного на основе двух резиновых амортизаторов и совмещенного с регулятором, штока-удлинителя, выполненного из трех частей: первая часть - с продольным каналом и с внутренней резьбой, вторая часть - в виде канала с наружной резьбой, с помощью которых обеспечивается удлинение или укорочение силового узла, и третья часть - спиральная пружина - его гибкое звено, выходящих из силового элемента и соединенное гибким звеном с упомянутой металлической пластинкой, в-третьих, в лыжные палки встроен датчик измерителя ЧСС, действующий только тогда, когда занимающийся держится обеими руками за рукоятки палок, кроме того, в-четвертых, в дополнительно введенном электронном блоке размещены три усилителя и источник электропитания - четыре батарейки, от которых запитаны два датчика силы измерителя силового давления и датчик измерителя ЧСС и его усилитель, на вход каждого усилителя, соответственно, поступают сигналы от указанных датчиков силы и датчика пульса измерителя ЧСС и усиленные в системный блок упомянутого персонального компьютера через USB-порт и, в-пятых, все соединения, измерения, алгоритмы, расчеты и картинки предусмотрены в программном обеспечении персонального компьютера, размещенном, например, на лазерном диске, причем, датчики силы каждый соединен электрически с электронным блоком с помощью двух четырехжильных кабелей и двух миниатюрных разъемов, а датчик пульса измерителя ЧСС соединен посредством двух двужильных кабелей и двух миниатюрных разъемов и выходы усилителей - со входом USB-портаThe specified task in the “Device for training the muscles of the skier”, containing a means for creating a load for the training skier, made in the form of two power units based on rubber shock absorbers, having holders and having the ability to set the aggravating load and its dynamic changes during movement, as well as its reverse change when returning to the starting position, a personal computer to which signals from a heart rate meter (HR) and force sensors come via electric wires power supply, which is decided by the fact that a tunable stabilized slope simulator is introduced into it, made of two panels: the lower and the upper, connected by a wide hinge, which provides adjustment and stabilization of the slope simulator tilt angle with two threaded clamps and equipped with suction cups mounted on the bottom panel for reliable attachment of the slope simulator to the floor, and on its upper panel there are elements of threaded clips and fasteners for installation and movable two load x nodes, each of which consists of two platforms interconnected by means of springs: on the lower platform, in which the counterparts of the indicated fasteners are provided, and the upper platform, on which the skier is engaged, and he fixes the position of the foot, and which is embedded in each indicated area in the form of a hinge a metal plate and at the same time, two brackets are attached to the bottom panel of the slope simulator, perpendicular to each side, and with which, secondly, the two power node, since each power node is attached at one end to the bracket, and the other end to the second part of the indicated metal plate, and each power node is composed of: a force sensor, a power element based on two rubber shock absorbers and combined with a regulator, an extension rod made of three parts: the first part is with a longitudinal channel and with an internal thread, the second part is in the form of a channel with an external thread, with the help of which the power unit is extended or shortened, and the third part - with the oral spring is its flexible link extending from the power element and connected by a flexible link to the aforementioned metal plate, thirdly, the heart rate sensor is integrated in ski poles, acting only when the practitioner is holding the stick handles with both hands, in addition, fourth, three additional amplifiers and an electric power source — four batteries, from which two force sensors of the force pressure measuring instrument and a heart rate meter sensor and its amplifier — are located at the input of each amplifier, are placed in the additionally introduced electronic unit; respectively, signals from the indicated force sensors and the heart rate sensor of the heart rate meter and amplified to the system unit of the said personal computer via the USB port and fifthly, all connections, measurements, algorithms, calculations and pictures are provided in the personal computer software, placed, for example, on a laser disk, moreover, the force sensors are each electrically connected to the electronic unit using two four-wire cables and two miniature connectors, and the heart rate sensor of the heart rate meter is connected immediately dstvom two two-core cable and two miniature connectors and output amplifiers - with USB-ports entrance

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

- по составу устройства: введен перестраиваемый имитатор склона и установлены на нем фиксировано перемещаемые два нагрузочных узла и в каждый нагрузочный узел встроены пружина и металлическая пластинка, выполненная в виде шарнира, а к имитатору склона прикреплены перпендикулярно два кронштейна, по одному с каждой стороны, и два упомянутых силовых узла, прикрепленные одним концом - к кронштейну, а вторым концом - к указанной металлической пластинке, в лыжные палки встроен датчик пульса ЧСС, действующий только тогда, когда занимающийся держит обеими руками за рукоятки палок, дополнительно введен электронный блок, в котором размещены три усилителя и источник электропитания, выполненный в виде четырех батареек, в системный блок упомянутого персонального компьютера сигналы подаются через USB-порт и все соединения, измерения, алгоритмы, расчеты и картинки предусмотрены в программном обеспечении персонального компьютера;- according to the composition of the device: a tunable slope simulator is introduced and two movable load nodes are fixedly mounted on it and a spring and a metal plate made in the form of a hinge are built into each load node, and two brackets are attached perpendicularly to the slope simulator, one on each side, and the two power units mentioned, attached at one end to a bracket, and at the other end to a specified metal plate, a heart rate heart rate sensor is integrated into the ski poles, which only works when the person is holding um with both hands for the sticks of the sticks, an electronic unit is additionally introduced, in which there are three amplifiers and a power source made in the form of four batteries, the signals are transmitted to the system unit of the mentioned personal computer via the USB port and all the connections, measurements, algorithms, calculations and pictures provided in the personal computer software;

- по составу и построению силового узла: в каждый узел входят датчик силы, одним концом прикрепленный к кронштейну, а вторым концом - к силовому элементу, выполненному на основе двух резиновых амортизаторов и совмещенному с регулятором, шток - удлинитель, выходящий из силового элемента, выполненного из трех составных частей: первая часть - с продольным каналом и резьбой внутри канала, вторая часть - в виде канала с наружной резьбой, с помощью которых регулируют удлинение или укорочение силового узла, третья часть - спиральная - его гибкое звено, через которое шток - удлинитель соединяется с указанной металлической пластинкой;- on the composition and construction of the power unit: each node includes a force sensor, one end attached to the bracket, and the other end to the power element, made on the basis of two rubber shock absorbers and combined with the regulator, the rod is an extension cord extending from the power element made of three components: the first part - with a longitudinal channel and a thread inside the channel, the second part - in the form of a channel with an external thread, with which they regulate the elongation or shortening of the power unit, the third part - spiral - its flexible link through which the stem extension is connected to the specified metal plate;

- по построению и работе датчика пульса ЧСС: он выполнен на двух парах электродов, размещенных на двух лыжных палках, и действует только тогда, когда тренирующийся горнолыжник держится за рукоятки обеих палок обеими руками.- on the construction and operation of the heart rate sensor: it is made on two pairs of electrodes placed on two ski poles, and only acts when the training skier holds the handles of both poles with both hands.

В заявляемом устройстве отличительные признаки проявляют свойства, известные в других областях науки и техники, а взятые в совокупности с некоторыми признаками прототипа проявляют свойства, которые позволяют приблизить силовые узлы к мышцам ног от пояса и ниже к ступням, а также к мышцам рук, на которые необходимо воздействовать, то есть обеспечить дифференцированный подход к приложению и измерению параметров силовых воздействий на мышцы тела и сердца горнолыжника, что указывает на соответствие заявляемого технического решения критерию «существенные различия».In the claimed device, the distinctive features exhibit properties known in other fields of science and technology, and taken in conjunction with some of the features of the prototype exhibit properties that allow you to bring the power nodes to the muscles of the legs from the waist and lower to the feet, as well as to the muscles of the hands on which it is necessary to act, that is, to provide a differentiated approach to the application and measurement of parameters of force effects on the muscles of the body and heart of the skier, which indicates the conformity of the claimed technical solution yu "substantial differences".

Заявляемое устройство поясняется схематическими чертежами:The inventive device is illustrated by schematic drawings:

- на фиг. 1, 2, 3 показано устройство в целом в трех проекциях: вид спереди - на фиг. 1, вид сверху - на фиг. 2 и вид сбоку слева - на фиг. 3;- in FIG. 1, 2, 3 shows the device as a whole in three projections: a front view - in FIG. 1, a top view of FIG. 2 and a side view from the left - in FIG. 3;

- на фиг. 4, 5, 6 изображен резьбовой фиксатор на трех чертежах: на фиг. 4 - вид спереди, на фиг. 5 - вид сверху и на фиг. 6 - вид сбоку слева;- in FIG. 4, 5, 6 depict a threaded lock in three drawings: in FIG. 4 is a front view, in FIG. 5 is a plan view and in FIG. 6 is a side view to the left;

- на фиг. 7, 8, 9 показаны датчик силы и принципиальная электрическая схема измерителя давления: на фиг. 7 - вид датчика силы спереди, на фиг. 8 - его вид сбоку слева и на фиг. 9 - принципиальная электрическая схема измерителя давления а целом;- in FIG. 7, 8, 9 show a force sensor and a circuit diagram of a pressure meter: in FIG. 7 is a front view of the force sensor; FIG. 8 is a side view of it on the left and in FIG. 9 is a circuit diagram of a pressure meter as a whole;

- на фиг. 10, 11 рассмотрен силовой элемент, совмещенный с регулятором: на фиг. 10 - вид спереди, на фиг. 11 - вид сверху;- in FIG. 10, 11, a power element combined with a regulator is considered: in FIG. 10 is a front view, in FIG. 11 is a top view;

- на фиг. 12, 13 изображена спиральная пружина: на фиг. 12 - вид спереди, а на фиг. 13 - вид сверху;- in FIG. 12, 13 shows a spiral spring: in FIG. 12 is a front view, and in FIG. 13 is a plan view;

- на фиг. 14, 15 показан датчик пульса и усилитель измерителя ЧСС: на фиг. 14 - вид сзади, начиная с лыжных палок, а на фиг. 15 - структурно-принципиальная электрическая схема измерителя ЧСС в целом.- in FIG. 14, 15 the pulse sensor and the amplifier of the heart rate meter are shown: in FIG. 14 is a rear view starting from ski poles, and in FIG. 15 is a structural schematic diagram of a heart rate meter as a whole.

В заявляемое устройство входят: перестраиваемый имитатор склона, два фиксировано перемещаемых нагрузочных узла, два кронштейна, два силовых узла, две металлических пластинки, датчик пульса ЧСС, встроенный в лыжные палки, электронный блок, содержащий три усилителя и источник электропитания, ноутбук с USB-портом и программное обеспечение к системному блоку персонального компьютера.The inventive device includes: a tunable slope simulator, two fixedly movable load nodes, two brackets, two power nodes, two metal plates, a heart rate heart rate sensor built into ski poles, an electronic unit containing three amplifiers and a power source, a laptop with a USB port and software to the system unit of a personal computer.

Устройство состоит, во-первых, из перестраиваемого стабилизированного имитатора склона 1 (оконтуренный на фиг. 2 сплошными линиями в трех проекциях: вид спереди, вид сверху и вид сбоку слева - на фиг. 1, 2, и 3), выполненный из двух панелей: верхней 2 и нижней 3, например, из алюминия, соединенных шарниром 4, обеспечивает с помощью двух резьбовых фиксаторов 5 и 6 (оконтуренных пунктирными линиями) регулирование и стабилизацию угла наклона имитатора склона 1 и снабжен пятью присосками - 7, 8, 9, 10, 11, установленными на нижней поверхности панели 2 для надежного прикрепления имитатора 1 к полу 12, а на верхней поверхности 3 предусмотрены элементы 13 и 14 резьбовых фиксаторов 5, 6 и крепежные элементы 15 и 16 для установки фиксировано перемещаемых двух нагрузочных узлов 17 и 18 (оконтуренные штрих - пунктирными линиями), каждый из которых состоит из двух площадок 19, 20 и 21, 22, соединенных между собой с помощью пружин 23 и 24. На нижней 19 (210, здесь и далее одноименные элементы выделяются скобками, предусмотрены ответные части 25 и 26 указанных крепежных элементов, а на верхней площадке 20 (22), на которую становится занимающийся горнолыжник, он фиксирует положение стопы ноги, например, с помощью ремня 27 (28). Кроме того, в верхней площадке 20 (22) встроена металлическая пластинка, выполненная из двух частей 29 (30) и 31 (32), скрепленные осью 33 (34). При этом, во-вторых, к нижней панели 2 имитатора склона 1 прикреплены два кронштейна 35 и 36 по одному с каждой стороны, с которыми связаны упомянутые два силовых узла 37 и 38 (оконтуренные два штриха - пунктирными линиями), так как каждый силовой узел одним концом прикреплен к кронштейну 35 (36), а вторым концом - ко второй части 30 (32) указанной металлической пластинки. Причем, каждый силовой узел 37 (38) составлен из: датчика силы 39 (40), силового элемента 41 (42), выполненного на основе резиновых амортизаторов 43, 44 и (45, 46) и совмещенного с регулятором 47 (48), штока - удлинителя 49 (50), (оконтуренного на фиг. 2 мелкими волнистыми линиями), выполненного из трех частей: первая часть 51 (52) - с продольным каналом и с внутренней резьбой, вторая часть 53 (54) - в виде канала с наружной резьбой, с помощью которых обеспечивается удлинение или укорочение силового узла 37 (39), и третья часть 55 (56), выполненная в виде спиральной пружины, выходящих из силового элемента 41 (42) и соединенным гибким звеном 55 (56) с упомянутой частью 30 (32) металлической пластинки. В-третьих, в лыжные палки 57, 58 встроен датчик пульса 59, 60 измерителя ЧСС 61, действующий только тогда, когда занимающийся горнолыжник держится обеими руками за рукоятки лыжных палок 57, 58. Кроме того, в-четвертых, в дополнительно введенном электронном блоке 62 размещены три усилителя 63, 64, 65 и источник 66 электропитания, представляющий собой четыре батарейки, от которых электрически запитаны два датчика силы 39 (40) измерителя силового давления 67 (68), образованного датчиком силы 39 (40) и усилителем 63 (64), датчик пульса 59, 60 измерителя ЧСС 61, образованного датчиком пульса 59, 60 и усилителем 65, и на вход каждого усилителя, соответственно, поступают сигналы от указанных датчиков и усиленные подаются в системный блок 69 персонального компьютера 70 (оконтуренного крупными волнистыми линиями на фиг. 2) через USB-порт 71 и, при этом, все соединения, измерения, алгоритмы, расчеты и картинки предусмотрены в программном обеспечении персонального компьютера, размещенном, например, на лазерном диске 72. При чем, компьютер 70, USB-порт 71, электронный блок 62 размещены на миниатюрном столике 73 о четырех ножках, а датчики силы 39 (40) каждый соединен электрически с помощью двух четырехжильных кабелей 74, 75 и двух миниатюрных разъемов 76 и 77, а датчик пульса 59, 60 измерителя ЧСС 61 соединен посредством двух двухжильных кабелей 78 и 79 и двумя миниатюрными разъемами 80, 81, а выходы усилителей 63, 64, 65 - со входом USB-порта 71.The device consists, firstly, of a tunable stabilized simulator of slope 1 (contoured in Fig. 2 by solid lines in three projections: front view, top view and side view from the left - in Fig. 1, 2, and 3), made of two panels : upper 2 and lower 3, for example, made of aluminum, connected by a hinge 4, provides, with the help of two threaded fasteners 5 and 6 (contoured with dashed lines), regulation and stabilization of the angle of inclination of the slope simulator 1 and is equipped with five suction cups - 7, 8, 9, 10 11 mounted on the bottom surface of panel 2 for securely the first attachment of the simulator 1 to the floor 12, and on the upper surface 3 there are elements 13 and 14 of the threaded fasteners 5, 6 and fasteners 15 and 16 for installing the fixedly moving two load nodes 17 and 18 (outlined by dashed and dashed lines), each of which consists of two platforms 19, 20 and 21, 22, interconnected by means of springs 23 and 24. On the bottom 19 (210, hereinafter, elements of the same name are highlighted in brackets, mating parts 25 and 26 of the indicated fasteners are provided, and on the upper platform 20 (22), for which he becomes A skiing skier, he fixes the position of the foot, for example, using a belt 27 (28). In addition, in the upper platform 20 (22), a metal plate is built in, made of two parts 29 (30) and 31 (32), fastened by an axis 33 (34). In this case, secondly, two brackets 35 and 36 are attached to the bottom panel 2 of the slope simulator 1, one on each side, to which the two power nodes 37 and 38 are connected (two outlined lines are drawn in dashed lines), since each power node one end is attached to the bracket 35 (36), and the second end to the second part 30 (32) of the specified metal plate. Moreover, each power unit 37 (38) is composed of: a force sensor 39 (40), a power element 41 (42), made on the basis of rubber shock absorbers 43, 44 and (45, 46) and combined with a regulator 47 (48), a rod - an extension cord 49 (50) (outlined in FIG. 2 by small wavy lines) made of three parts: the first part 51 (52) with a longitudinal channel and with internal thread, the second part 53 (54) in the form of a channel with an external thread, with the help of which the elongation or shortening of the power unit 37 (39) is provided, and the third part 55 (56), made in the form of a spiral spring, leaving them from the power element 41 (42) and connected by a flexible link 55 (56) with the said part 30 (32) of the metal plate. Thirdly, in the ski poles 57, 58, the heart rate sensor 59, 60 of the heart rate meter 61 is integrated, which is valid only when the skier with both hands grabs the handles of the ski poles 57, 58. In addition, fourthly, in the additionally introduced electronic unit 62 there are three amplifiers 63, 64, 65 and a power supply 66, which is four batteries, from which two force sensors 39 (40) of the force pressure meter 67 (68) formed by the force sensor 39 (40) and the amplifier 63 (64) are electrically powered ), heart rate sensor 59, 60 heart rate meter 61, formed pulse sensor 59, 60 and amplifier 65, and the input of each amplifier, respectively, receives signals from these sensors and amplified are supplied to the system unit 69 of a personal computer 70 (outlined by large wavy lines in Fig. 2) through a USB port 71 and, when this, all connections, measurements, algorithms, calculations and pictures are provided in the software of a personal computer located, for example, on a laser disk 72. Moreover, computer 70, USB port 71, electronic unit 62 are located on a miniature table 73 with four legs , and and forces 39 (40) are each electrically connected using two four-wire cables 74, 75 and two miniature connectors 76 and 77, and the heart rate sensor 59, 60 of the heart rate meter 61 is connected via two two-wire cables 78 and 79 and two miniature connectors 80, 81, and the outputs of the amplifiers 63, 64, 65 with the input of the USB port 71.

Программное обеспечение для компьютера ноутбука размещено на лазерном диске и в нем заложены: операции для работы устройства в целом и его составных частей, программы и их особенности для тренировки мышц ног, рук и туловища горнолыжника.The software for the laptop computer is located on the laser disk and it contains: operations for the operation of the device as a whole and its components, programs and their features for training the muscles of the legs, arms and torso of a skier.

Подготовка устройства к работе. Перед началом тренировки горнолыжник инициирует ввод программного обеспечения в компьютер ноутбука с помощью клавиатуры и посредством соответствующих программных средств проверяет исправность и настройку вычислительных средств, а тестером - автономных источников электропитания, тарирует датчики силы и измеряет поочередно с помощью образцового динамометра силовую нагрузку на них, проверяет свой пульс посредством датчика пульса ЧСС. Убедившись в работоспособности устройства в целом, отдельных его узлов и вычислительных средств, и программного обеспечения компьютера в целом можно начинать тренировку.Preparing the device for work. Before the start of the training, the skier initiates the entry of the software into the laptop computer using the keyboard and, using the appropriate software, checks the correctness and configuration of the computing tools, and with the tester, the autonomous power sources, calibrates the force sensors and measures the force load on them one by one, checks his heart rate by heart rate sensor. After making sure that the device as a whole, its individual nodes and computing tools, and the computer software as a whole are operational, you can begin training.

Устройство работает следующим образом. Горнолыжник настраивает угол наклона имитатора склона устройства посредством резьбовых фиксаторов 5, 6 и силовых узлов 17, 18, ставит ноги на верхние площадки 20 и 22, фиксирует их положение с помощью ремней 27, 28, берет в руки лыжные палки 57, 58 и начинает «качать» маятник, наблюдая на дисплее компьютера 70 за картинками и показаниями измерителей силового давления 67, 68 и измерителя ЧСС 61.The device operates as follows. The skier adjusts the tilt simulator angle of the device by means of threaded clips 5, 6 and power units 17, 18, puts his feet on the upper platforms 20 and 22, fixes their position with straps 27, 28, picks up ski poles 57, 58 and starts swing ”the pendulum, observing on the computer display 70 for pictures and readings of force pressure meters 67, 68 and heart rate meter 61.

В заявляемом устройстве несколько нестандартных узлов и элементов. Рассмотрим некоторые из них, уделив внимание на их конструктивные особенности, принцип действия и участие в работе устройства.In the inventive device, several non-standard nodes and elements. Consider some of them, paying attention to their design features, the principle of operation and participation in the operation of the device.

Резьбовые фиксаторы В устройство входят два резьбовых фиксаторов - 5 и 6 (оконтуренные на фиг. 4, 5, 6 пунктирными линиями) и они подобны. Поэтому рассмотрим подробнее один из них, например, 5.Threaded clamps The device includes two threaded clamps - 5 and 6 (outlined in dashed lines in FIGS. 4, 5, 6) and they are similar. Therefore, we consider in more detail one of them, for example, 5.

Существует несколько способов фиксации элементов и узлов. Например, ремень с отверстиями, в которые входит один или два штифта. Известна также конструкция «винт - гайка», приведенная в «Справочнике по элементарной физике» издательство «Наука» авторов Кошкина Н.И. и Ширкевича М.Г, (стр. 40-42).There are several ways to fix elements and nodes. For example, a belt with holes that include one or two pins. Also known is the screw-nut design given in the Handbook of Elementary Physics by Nauka Publishers N. N. Koshkin and Shirkevich M.G., (pp. 40-42).

Одна из возможных конструкций резьбового фиксатора 5, построенного на основе технического решения «винт - гайка», показана на трех чертежах: на фиг. 4 - вид спереди, на фиг. 5 - вид сверху и на фиг. 6 - вид сбоку слева. В состав резьбового 5 входят: винт 82, выполненный из легкого нержавеющего металла или сплава, например, титана, головка которого размещена в панели 2 и закрепляется вращательно с помощью планок 83 и 84, а его резьбовая часть проходит через панель 3 сквозь отверстие во вращающейся квадратной площадке 85, встроенной в панель 3 и закрепленной с помощью планок 86 и 87, а гайка 88, выполненная из того же материала, что и винт, накрученная на винт 82 и закрепляемая на квадратной площадке 85 посредством квадратной планки 89 и четырех втулок 90, 91, 92, 93, скрепленных с планкой 89 четырьмя болтиками 94, 95, 96, 97. На фиг. 1 эти элементы предусмотрены под номером 13 в резьбовом фиксаторе 5 (оконтурены ломанными линиями). В собранном фиксаторе 5 перемещение гайки 88, а заодно и изменение наклона панели 3 осуществляется посредством насечки 98, нанесенной на внешней боковой поверхности гайки 88, или рукояткой, на чертежах не показанной, вставляемой в отверстия 99, 100, 101, 102, 103 в гайке 88, предусмотренные для этой цели, а головка винта 82 закреплена в панели 2 пятью болтиками с отверстиями для шплинтов, вставляемых после их закручивания 104, 105, 106, 107, 108, а квадратная площадка 85 - в панели 3 десятью подобными болтиками 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118.One of the possible designs of the threaded lock 5, built on the basis of the screw-nut technical solution, is shown in three drawings: in FIG. 4 is a front view, in FIG. 5 is a plan view and in FIG. 6 is a side view to the left. The composition of the threaded 5 includes: a screw 82 made of lightweight stainless metal or an alloy, for example, titanium, the head of which is placed in the panel 2 and is rotationally fixed with the help of strips 83 and 84, and its threaded part passes through the panel 3 through the hole in the rotating square platform 85, integrated in the panel 3 and secured with the help of strips 86 and 87, and the nut 88, made of the same material as the screw screwed onto the screw 82 and secured to the square platform 85 by means of the square bar 89 and four bushings 90, 91 , 92, 93, bonded with strap 89 with four bolts 94, 95, 96, 97. In FIG. 1, these elements are provided under the number 13 in the threaded lock 5 (contoured by broken lines). In the assembled latch 5, the nut 88 is moved, and at the same time, the panel 3 is tilted by means of a notch 98, applied on the outer side surface of the nut 88, or by a handle, not shown, inserted into the holes 99, 100, 101, 102, 103 in the nut 88, provided for this purpose, and the screw head 82 is fixed in panel 2 with five bolts with holes for cotter pins, inserted after they are screwed 104, 105, 106, 107, 108, and a square platform 85 - in panel 3 with ten similar bolts 109, 110 , 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118.

В устройстве данные узлы 5, 6 позволяют устанавливать в имитаторе угол наклона и стабилизировать его.In the device, these nodes 5, 6 allow you to set the tilt angle in the simulator and stabilize it.

Датчик силы и измеритель силы воздействия. В каждый силовой узел введены датчик силы 39 (40) и электронная часть измерения силы давления. Они идентичны и поэтому рассмотрим подробнее, например, датчик силы 39 и его электронную часть.Force sensor and force meter. A force sensor 39 (40) and an electronic part of the pressure force measurement are introduced into each power unit. They are identical and therefore we consider in more detail, for example, the force sensor 39 and its electronic part.

Существует несколько способов измерения силового воздействия, например, на основе динамометра, тензорезистивного элемента и тензорезистивного моста. Последний обладает простотой, высокой точностью и надежностью, малыми (для фольговых датчиков) температурными погрешностями. Теория и некоторые практические тензометрические измерительные системы (ТИС) приведены в подборке: «Тензометрия. Тензорезисторные измерительные системы» (Приборы и системы управления. - 1985. - №9).There are several ways to measure force effects, for example, based on a dynamometer, a strain gauge element, and a strain gauge bridge. The latter has simplicity, high accuracy and reliability, small (for foil sensors) temperature errors. The theory and some practical tensometric measuring systems (TIS) are given in the selection: “Strain measurement. Strain gage measuring systems ”(Instruments and control systems. - 1985. - No. 9).

Одна из возможных конструкций датчика силы 39, построенного на основе тензорезисторного моста и узел измерения силы воздействия в целом, показаны на трех чертежах: на фиг. 7 - вид датчика спереди, на фиг. 8 - его вид сбоку слева и на фиг. 9 - принципиальная электрическая схема измерителя давления в целом. Датчик силы состоит из: каркаса 119, выполненного из нержавеющего прочного металла или сплава, двух защитных крышек - передней 120 и задней 121, выполненные из того же материала, что и каркас 119, и установленные на нем, причем, в верхней части каркаса 119 передняя 120 и задняя 121 крышки закрепляются винтами 122, 123 124, 125 неподвижно, а в нижней его части - с некоторой слабиной винтами 126 и 127. В верхней части каркаса 119 сделан каналец 128 для прокладки гибкого тонкого четырехжильного кабеля 74. Датчик силы данной ТИС выполнен на четырех одинаковых фольговых тензорезисторных элементах 129, 130, 131, 132, соединенных по схеме Уитстона. Два элемента 129 и 130 закреплены в верхней утолщенной части каркаса 119, в той его части, сто находится в нише 133 каркаса, а два других элемента 131 и 132 - на его внутренних поверхностях боковых тонких стенках каркаса 119. Электронная часть данной ТИС размещена в усилителе 63, установленном в электронном блоке 62. Электрически датчик силы 39 и усилитель 63 запитаны от четырех автономных батареек 134 и 135, Е1 и Е2, а механически датчик силы соединен с одной стороны с кронштейном 35, а с другой стороны с силовым элементом 41 (см. фиг. 1, 2) - посредством отверстий 136, 137 и 138, 139, выполненных в каркасе 119 (фиг. 7).One of the possible designs of the force sensor 39, built on the basis of the strain gauge bridge and the node measuring the force of the impact as a whole, are shown in three drawings: in FIG. 7 is a front view of the sensor, in FIG. 8 is a side view of it on the left and in FIG. 9 is a circuit diagram of a pressure meter as a whole. The force sensor consists of: a frame 119 made of durable stainless metal or alloy, two protective covers - the front 120 and the back 121, made of the same material as the frame 119, and installed on it, and, in the upper part of the frame 119 front 120 and the back 121 of the cover are fixed with screws 122, 123 124, 125 motionless, and in its lower part - with some slack screws 126 and 127. In the upper part of the frame 119 a tubule 128 is made for laying a flexible thin four-core cable 74. The force sensor of this TIS is made on four identical foil tensors resistor elements 129, 130, 131, 132, connected in a Wheatstone. Two elements 129 and 130 are fixed in the upper thickened part of the frame 119, in that part, one hundred are in the niche 133 of the frame, and the other two elements 131 and 132 are on its inner surfaces of the side thin walls of the frame 119. The electronic part of this TIS is located in the amplifier 63 mounted in the electronic unit 62. The force sensor 39 and the amplifier 63 are electrically powered from four autonomous batteries 134 and 135, E1 and E2, and the force sensor is mechanically connected on one side to the bracket 35, and on the other hand to the power element 41 (see Fig. 1, 2) - through holes 136, 137 and 138, 139, made in the frame 119 (Fig. 7).

Электронная часть измерителя давления реализуется следующим образом. Мостовая схема датчика силы Д (см. на фиг. 9), запитанная от двух автономных батареек 134 и 135, выполнена на четырех тензорезисторных элементах 129, 130, 131, 132 (оконтурена на фиг. 9 сплошными линиями - Д), усилитель 63 (оконтурен пунктирными линиями) построен по схеме подавления синфазной помехи на трех операционных усилителях Д1, Д2 и Д3, например, типа К 544 УД 2. Усилитель 63 и батарейки 134 и 135, Е1 и Е2 помещены в электронном блоке 62 (оконтурен штрих - пунктирными линиями). Линия связи 74, соединяющая датчик силы Д и усилитель 63, представляет собой кабель с четырьмя электрическими проводами.The electronic part of the pressure meter is implemented as follows. The bridge circuit of the force sensor D (see Fig. 9), powered from two autonomous batteries 134 and 135, is made on four strain gauge elements 129, 130, 131, 132 (it is outlined in Fig. 9 by solid lines - D), the amplifier 63 ( contour with dashed lines) built according to the common mode interference suppression scheme on three operational amplifiers D1, D2 and D3, for example, type K 544 UD 2. Amplifier 63 and batteries 134 and 135, E1 and E2 are placed in the electronic unit 62 (outlined by dashed lines ) A communication line 74 connecting the force sensor D and the amplifier 63 is a cable with four electrical wires.

В устройстве данный узел позволяет получить информацию о прикладываемом горнолыжником силовом воздействии.In the device, this node allows you to obtain information about the force applied by the skier.

Силовой элемент. В каждый силовой узел устройства введен дополнительно силовой элемент 41 и 42, соответственно. Они идентичны и поэтому рассмотрим подробнее один из них, например, 41.Power element. An additional power element 41 and 42, respectively, is introduced into each power unit of the device. They are identical and therefore we consider in more detail one of them, for example, 41.

Одна из возможных конструкций силового элемента 41, выполненного, на основе резиновых амортизаторов и совмещенного с регулятором: на фиг. 10 - вид спереди, а на фиг. 11 - вид сверху. В силовой элемент 41 входят: квадратный 140, выполненный из нержавеющего прочного металла или сплава, регулятор 47 (оконтуренный на фиг. 10 пунктирными линиями), включающий в себя ось 141, выполненную из нержавеющего металла с наличием резьбы на части ее, колесика для ее вращения и стопорного выступа для предотвращения произвольного перемещения этой оси в продольном направлении, первые две щечки 142 и 143 для закрепления положения оси 141 в патрубке 140 и связи с датчиком силы 39 посредством четырех винтов: 144, 145 с одной стороны и 146, 147 - с другой, первый ползунок 148 с внутренней резьбой, обеспечивающей его заданное перемещение по оси 141 и крепления на нем резиновых амортизаторов 149 и 150 с помощью двух планок 151 и 152 и четырех винтов: 153, 154 с одной стороны и 155, 156 - с другой стороны (винты 154 и 155 на фиг. 10 не показаны) и штифт 157, препятствующий сползанию первого ползунка 148 с оси. Другие концы резиновых амортизаторов 149 и 150, огибающие миниатюрные подшипники 158 и 159, установленные на двух щечках 160 и 161 посредством кронштейнов 162, 163, 164, 165 и четырех винтов: 169, 170 с одной стороны второго ползунка 166 и 171, 172 - с другой его стороны. Во втором ползунке 166 сделано отверстие 173, в которое вставляется первая часть 51 штока - удлинителя 49 с продольным каналом и внутренней резьбой в ней штока - удлинителя 49 (см. фиг. 2) и фиксируется в нем втором ползунке 166 с помощью винта 174 без головки, но с пропилом в торце его, для чего в ползунке 166 и указанной первой части штока - удлинителя 49 делается отверстие с резьбой 175. Указанные кронштейны 162, 163, 164 и 165 закрепляются на вторых щечках 160, 161 с помощью винтов 176, 177, 178 и 179 через отверстия в патрубке 140.One of the possible designs of the power element 41, made on the basis of rubber shock absorbers and combined with a regulator: in FIG. 10 is a front view, and in FIG. 11 is a plan view. The power element 41 includes: square 140, made of durable stainless metal or alloy, regulator 47 (outlined in dashed lines in FIG. 10), including an axis 141 made of stainless metal with a thread on its part, a wheel for its rotation and a locking protrusion to prevent arbitrary movement of this axis in the longitudinal direction, the first two cheeks 142 and 143 for securing the position of the axis 141 in the pipe 140 and communicating with the force sensor 39 through four screws: 144, 145 on the one hand and 146, 147 on the other first by hole 148 with internal thread, which ensures its predetermined movement along axis 141 and fastening rubber shock absorbers 149 and 150 on it with the help of two strips 151 and 152 and four screws: 153, 154 on the one hand and 155, 156 on the other side (screws 154 and 155 in Fig. 10 are not shown) and a pin 157, preventing the sliding of the first slider 148 from the axis. Other ends of rubber shock absorbers 149 and 150, enveloping miniature bearings 158 and 159, mounted on two cheeks 160 and 161 by means of brackets 162, 163, 164, 165 and four screws: 169, 170 on one side of the second slider 166 and 171, 172 - with his other side. In the second slider 166, a hole 173 is made, into which the first part 51 of the rod — extension 49 with the longitudinal channel and the internal thread of the rod — extension 49 in it (see FIG. 2) is inserted and fixed to the second slider 166 using a screw 174 without a head but with a cut in its end, for which a hole with a thread 175 is made in the slider 166 and the indicated first part of the extension rod 49. The indicated brackets 162, 163, 164 and 165 are fixed on the second cheeks 160, 161 with screws 176, 177, 178 and 179 through the holes in the pipe 140.

Работает силовой элемент следующим образом. Вращением колесика оси 141 регулятора 47 первый ползунок 148 перемещается по оси 141, изменяя первоначальное натяжение амортизаторов 149 и 150, так как второй ползунок 166 упирается во вторые щечки 160, 161, тем самым создается изменение натяжение амортизаторов 149 и 150 и изменение силовой нагрузки силового элемента 41.The power element works as follows. By rotating the wheel of the axis 141 of the regulator 47, the first slider 148 moves along the axis 141, changing the initial tension of the shock absorbers 149 and 150, since the second slider 166 abuts the second cheeks 160, 161, thereby creating a change in the tension of the shock absorbers 149 and 150 and a change in the power load of the power element 41.

В устройстве данный узел позволяет регулировать силовое воздействие, которое оказывается на мышцы ног горнолыжника.In the device, this unit allows you to adjust the force effect that is on the muscles of the legs of the skier.

Спиральная пружина. В каждый силовой узел устройства входит спиральная пружина 55 и 56, соответственно. Они идентичны и поэтому рассмотрим одну из них подробнее, например, 55 и сопутствующие ей элементы.Spiral spring. Each power unit of the device includes a coil spring 55 and 56, respectively. They are identical and therefore we consider one of them in more detail, for example, 55 and its attendant elements.

Одна из возможных конструкций спиральной пружины, выполненной из пружинящей металлической проволоки показана на двух чертежах: на фиг. 12 - вид спереди и на фиг. 13 - вид. Сверху.One of the possible designs of a spiral spring made of a spring metal wire is shown in two drawings: in FIG. 12 is a front view and in FIG. 13 is a view. From above.

Спиральная пружина соединена с одной стороны со второй частью 53 штока - удлинителя 49, оконтуренного на фиг. 12 пунктирными линиями, а с другой стороны - со второй частью 30 металлической пластинки и представляет собой цилиндрическую спираль, намотанную виток к витку, и с обеих сторон имеет проволочные отгибы для крепления с указанными второй частью 53 штока - удлинителя 49 и со второй частью 30 металлической пластинки. При этом соединение второй части 53 штока - удлинителя 49 закреплено развальцованной заклепкой 180, а со второй частью 30 металлической пластинки - шпилькой 181 и фиксированное шплинтом 182 с помощью предусмотренных отверстий.A spiral spring is connected on one side to the second part 53 of the rod - extension 49, outlined in FIG. 12 in dashed lines, and on the other hand, with the second part 30 of the metal plate and is a cylindrical spiral wound round to round, and on both sides has wire bends for fastening with the indicated second part 53 of the rod - extension 49 and with the second part 30 of metal records. Moreover, the connection of the second part 53 of the rod - extension 49 is secured by a flared rivet 180, and with the second part 30 of the metal plate by a pin 181 and fixed with a cotter pin 182 using the provided holes.

Датчик пульса и усилитель измерителя ЧСС. Измеритель ЧСС является необходимым узлом, входящим в это устройство, так как он позволяет определять физическое и психическое состояние человека. Способов измерения пульса известно несколько: пульпация артерии человека, применение фотометрических и электрических средств. Природа предоставила человеку еще один способ измерения пульса: сердце человека на 2/3, как правило, смещено в левую сторону груди, и на 1/3 - в правую и поэтому в верхних конечностях человека пульс в правой руке отстает от пульса в левой руке и измерить это отставание возможно. Дело в том, что активное сопротивление - это сопротивление цепи переменному току, вызывающее безвозвратные потери энергии переменного тока. Причины этого, во-первых, потери за счет излучения электромагнитной энергии (любой проводник, в том числе и кровеносный, по которому идет переменный ток, сопровождаемый электрическими импульсами, излучает электромагнитные волны, уходящие в пространство); во-вторых, в радиоаппаратуре провода, размещенные близко друг от друга, при протекании переменного тока по одному проводу индуцирует токи в близлежащих проводах. Только надо это выявить. Можно воспользоваться идеей, изложенной в книге Гурвича И.С. «Защита электронных вычислительных машин от внешних помех». М. издательство «Энергия», 1975., с. 20. Для этого в устройство введены дополнительно датчик пульса 59, 60 и усилитель 65 измерителя ЧСС 61. Одна из возможных конструкций измерителя ЧСС 61 показана на фиг. 14 - вид сзади, начиная с лыжных палок, и на фиг. 15 - его структурно-принципиальная схема.Heart rate sensor and heart rate meter amplifier. The heart rate meter is a necessary node included in this device, since it allows you to determine the physical and mental state of a person. There are several known methods for measuring pulse: pulsation of a human artery, the use of photometric and electrical means. Nature has provided humans with yet another way to measure their pulse: a person’s heart is 2/3 usually shifted to the left side of the chest, and 1/3 to the right side, and therefore in the upper limbs of a person, the pulse in the right hand lags behind the pulse in the left hand and it is possible to measure this lag. The fact is that the active resistance is the resistance of the circuit to alternating current, causing irreversible loss of AC energy. The reasons for this, firstly, are losses due to the emission of electromagnetic energy (any conductor, including the blood, through which an alternating current is accompanied by electric pulses, emits electromagnetic waves that go into space); secondly, in radio equipment, wires located close to each other, when AC flows through one wire, induces currents in nearby wires. Only it is necessary to reveal it. You can use the idea presented in the book of I. Gurvich. "Protection of electronic computers from external interference." M. publishing house "Energy", 1975., p. 20. For this, the heart rate monitor 59, 60 and the amplifier 65 of the heart rate meter 61 are additionally introduced into the device. One of the possible designs of the heart rate meter 61 is shown in FIG. 14 is a rear view starting from ski poles, and in FIG. 15 is its structural schematic diagram.

Датчик пульса 59, 60 расположен в двух рукоятках лыжных палок 57, 58 (оконтурен пунктирными линиями 183 на фиг. 14) и представляет собой в каждой рукоятке размещено по два металлических лепестка: 184, 185 в лыжной палке 57 и 186, 187 - в лыжной палке 58, соединенные двухжильными кабелями 78 и 79 и миниатюрными разъемами 80, 81 с электронным блоком 62, в котором размещены аналоговая усилительная и импульсная части измерителя ЧСС 61. Указанная идея электрически реализуется следующим образом (см. на фиг. 15). Аналоговая часть усилителя выполнена в виде двух аналоговых усилительных элементов на основе двух транзисторов 188, 189 и 190, 191 каждый усилительный элемент (оконтуренные сплошными линями - 192 и 193). Посредством двух дифференцирующих звеньев (оконтурены штрих - пунктирными линиями - 194 и 195) выделяются из усиленного сигнала переменные составляющие диодами 196, 197, из которых двумя элементами 2И - НЕ - 198, 199 формируются импульсные сигналы, управляющие триггером Т - 200 (импульсная цифровая часть усилителя оконтурена два штриха - пунктирными линиями - 201) и на выходе получают необходимый импульсный сигнал. Усилитель 65 измерителя ЧСС 61 оконтурен волнистыми линиями.The heart rate sensor 59, 60 is located in the two handles of the ski poles 57, 58 (outlined by dashed lines 183 in Fig. 14) and consists of two metal tabs in each handle: 184, 185 in the ski stick 57 and 186, 187 in the ski the stick 58, connected by two-core cables 78 and 79 and miniature connectors 80, 81 with the electronic unit 62, which houses the analog amplifying and pulse parts of the heart rate meter 61. This idea is electrically implemented as follows (see Fig. 15). The analog part of the amplifier is made in the form of two analog amplifier elements based on two transistors 188, 189 and 190, 191 each amplifier element (contoured by solid lines - 192 and 193). By means of two differentiating links (outlined by dashed and dashed lines - 194 and 195), the variable components are extracted from the amplified signal by diodes 196, 197, of which pulse signals are generated by two elements 2I - NOT - 198, 199, which control the T - 200 trigger (pulsed digital part the amplifier is outlined with two dashes - with dashed lines - 201) and the necessary impulse signal is received at the output. The amplifier 65 of the heart rate meter 61 is contoured by wavy lines.

Программное обеспечение персонального компьютера. Составная часть устройства - блок программ. Конструктивно он может быть выполнен, например, на лазерном диске и копируется на жесткий диск персонального компьютера. Программное обеспечение условно можно разделить на три основные группы: служебные и тестовые программы, информационно-регистрационные и математические.Personal computer software. An integral part of the device is a program block. Structurally, it can be performed, for example, on a laser disk and copied to the hard disk of a personal computer. The software can be conditionally divided into three main groups: utility and test programs, information-registration and mathematical.

Служебные и тестовые программы обеспечивают работу персонального компьютера и проверку его составных узлов и устройства в целом.Utility and test programs ensure the operation of a personal computer and verification of its components and the device as a whole.

Регистрационные и информационные программы обеспечивают обработку, автоматический ввод и регистрацию данных с периферийных датчиков, предварительную обработку входных сигналов и первичную математическую обработку характеристик физических упражнений.Registration and information programs provide processing, automatic input and registration of data from peripheral sensors, preliminary processing of input signals and primary mathematical processing of the characteristics of physical exercises.

В математические, в том числе и в углубленную математическую обработку спортивных упражнений, входят программы, которые позволяют определять биомеханические параметры: длительность всего движения и отдельных его фаз и периодов, величин перемещения, скорости и ускорения спортсмена. Кроме того, выполнение психологических заданий совершенствует волевую подготовку спортсмена.Mathematical programs, including in-depth mathematical processing of sports exercises, include programs that allow you to determine biomechanical parameters: the duration of the entire movement and its individual phases and periods, the values of movement, speed and acceleration of the athlete. In addition, the implementation of psychological tasks improves the volitional training of the athlete.

По сравнению с прототипом заявляемое устройство обладает новыми качествами: во-первых, обеспечивает возможность определять самочувствие горнолыжника во время выполнения им физических упражнений и психологических заданий; во-вторых, предупреждать его об опасных параметрах его организма за пределы «коридора здоровья» и, в-третьих, постепенно увеличивать тренировку в пределах этого «коридора» и, тем самым, сберечь здоровье горнолыжнику, особенно молодому.Compared with the prototype, the claimed device has new qualities: firstly, it provides the ability to determine the well-being of the skier while he performs physical exercises and psychological tasks; secondly, to warn him about the dangerous parameters of his body outside the "corridor of health" and, thirdly, to gradually increase training within this "corridor" and, thereby, preserve the health of the skier, especially the young one.

Claims (6)

1. Устройство для тренировки мышц горнолыжника, содержащее средство для создания нагрузки тренирующемуся горнолыжнику, выполненное в виде двух силовых узлов на основе резиновых амортизаторов, имеющих держатели и обладающих возможностью задания отягчающей нагрузки и динамичного ее изменения при движении, а также обратного ее изменения при возвращении в исходное положение, персональный компьютер, на который приходят по проводам сигналы с измерителя частоты сердечных сокращений (ЧСС) и датчиков силы, источник электропитания, отличающееся тем, что в него, во-первых, введен перестраиваемый стабилизированный имитатор склона, выполненный из двух панелей - верхней и нижней, соединенных широким шарниром, обеспечивающим с помощью двух резьбовых фиксаторов регулирование и стабилизацию угла наклона имитатора склона, и снабженный присосками, установленными внизу на нижней панели для надежного прикрепления имитатора склона к полу, а на верхней его панели предусмотрены элементы резьбовых фиксаторов и крепежные элементы для установки перемещаемых с последующей фиксацией двух нагрузочных узлов, каждый из которых состоит из двух площадок, соединенных между собой с помощью пружин, и на нижних площадках предусмотрены ответные части указанных крепежных элементов, а на верхние площадки становится тренирующийся горнолыжник и фиксирует положение стоп ног, и в каждой площадке встроена в виде шарнира металлическая пластинка и при этом к нижней панели имитатора склона прикреплены два кронштейна, по одному с каждой стороны, с которыми, во-вторых, связаны два упомянутых силовых узла так, что каждый силовой узел одним концом прикреплен к кронштейну, а вторым концом - к второй части указанной металлической пластинки и каждый силовой узел составлен из датчика силы, силового элемента, выполненного на основе резиновых амортизаторов и совмещенного с регулятором, штока-удлинителя, выполненного из трех частей: первая часть - с продольным каналом и внутренней резьбой, вторая часть - в виде канала с наружной резьбой, с помощью которых обеспечивается удлинение или укорочение силового узла, и третья часть - спиральная пружина - его гибкое звено, выходящее из силового элемента, соединенного гибким звеном с упомянутой металлической пластинкой, в-третьих, в лыжные палки встроен датчик пульса измерителя ЧСС, действующий только тогда, когда тренирующийся горнолыжник держится обеими руками за рукоятки лыжных палок, кроме того, в-четвертых, в дополнительно введенном электронном блоке размещены три усилителя и источник электропитания, содержащий четыре батарейки, питающие электроэнергией два датчика силы измерителя силового давления, датчик пульса и усилителя измерителя ЧСС, на вход каждого усилителя соответственно поступают сигналы от указанных датчиков силы и датчика пульса измерителя ЧСС и усиленные сигналы подаются в системный блок упомянутого персонального компьютера через USB-порт, и, в-пятых, все соединения, измерения, алгоритмы, расчеты и картинки предусмотрены в программном обеспечении персонального компьютера, размещенном, например, на лазерном диске, причем датчики силы, каждый, соединен электрически с электронным блоком с помощью двух четырехжильных кабелей и двух миниатюрных разъемов, а датчик пульса измерителя ЧСС подсоединен электронному блоку посредством двух двужильных кабелей и двух миниатюрных разъемов и выходы усилителей - с входом USB-порта.1. A device for training the muscles of a skier, containing means for creating a load for a training skier, made in the form of two power units based on rubber shock absorbers, having holders and having the ability to set an aggravating load and its dynamic change during movement, as well as its reverse change when returning to starting position, a personal computer to which signals from a heart rate meter (HR) and force sensors come via wires, an electric power source, different I mean that, firstly, a tunable stabilized slope simulator is introduced into it, made of two panels - the upper and the lower ones, connected by a wide hinge, which allows using two threaded locks to regulate and stabilize the slope simulator tilt angle, and equipped with suction cups installed at the bottom on the bottom panel for reliable attachment of the slope simulator to the floor, and on its upper panel there are elements of threaded clamps and fasteners for installation of two nails moved with subsequent fixation load nodes, each of which consists of two platforms interconnected by means of springs, and on the lower platforms mates of the indicated fasteners are provided, and a training skier becomes on the upper platforms and fixes the position of the feet, and in each platform is integrated in the form of a hinge a metal plate and, at the same time, two brackets are attached to the bottom panel of the slope simulator, one on each side, with which, secondly, the two power nodes are connected so that each power node is one end attached to the bracket, and the second end to the second part of the indicated metal plate and each power unit is composed of a force sensor, a power element made on the basis of rubber shock absorbers and combined with a regulator, an extension rod made of three parts: the first part - with a longitudinal channel and internal thread, the second part is in the form of a channel with an external thread, with the help of which the elongation or shortening of the power unit is ensured, and the third part is a spiral spring - its flexible link emerging from the power element nt connected by a flexible link to the aforementioned metal plate, thirdly, the heart rate sensor of the heart rate meter is integrated into the ski poles, which is valid only when the training skier holds with both hands the handles of the ski poles, and fourthly, in the additionally introduced electronic unit three amplifiers and a power source containing four batteries, supplying electric energy to two force sensors of the force pressure meter, a pulse sensor and an amplifier of the heart rate meter, are placed at the input of each amplifier, respectively signals from the indicated force sensors and the heart rate sensor of the heart rate meter are received and amplified signals are fed to the system unit of the said personal computer via the USB port, and fifthly, all connections, measurements, algorithms, calculations and pictures are provided in the personal computer software, placed, for example, on a laser disk, and the force sensors, each, is electrically connected to the electronic unit using two four-wire cables and two miniature connectors, and the heart rate sensor of the heart rate meter is connected to ics unit by means of two two-core cable and two miniature connectors and output amplifiers - with USB-ports entrance. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем резьбовые фиксаторы состоят, каждый, из: винта, выполненного из легкого нержавеющего металла или сплава, головка которого размещена в нижней панели и закрепляется вращательно с помощью двух планок, а его резьбовая часть проходит через верхнюю панель сквозь отверстие во вращающейся квадратной площадке, встроенной в верхнюю панель и закрепленной с помощью другой пары планок; гайки, выполненной из того же материала, что и винт, накрученной на винт и закрепляемой на квадратной площадке посредством квадратной планки, четырех втулок и скрепляющих их с квадратной площадкой четырех болтиков, и при этом в собранном резьбовом фиксаторе перемещение указанной гайки, а заодно и изменение угла наклона верхней панели осуществляется или посредством насечки, выполненной на внешней боковой поверхности гайки, или рукояткой, вставляемой в отверстия в гайке, предусмотренные для этой цели, а головка винта закреплена в нижней панели пятью болтиками с отверстиями для шплинтов, вставляемых в болтики после их закручивания, а квадратная площадка закрепляется в верхней панели десятью подобными болтиками.2. The device according to p. 1, characterized in that the threaded fasteners consist of, each, of: a screw made of light stainless metal or alloy, the head of which is located in the bottom panel and is fixed rotationally using two strips, and its threaded part passes through the upper panel through the hole in the rotating square platform, built into the upper panel and secured with another pair of planks; a nut made of the same material as a screw, screwed onto a screw and fixed on a square platform by means of a square bar, four bushings and four bolts fastening them to a square platform, and at the same time moving the specified nut in the assembled threaded lock, and at the same time changing the angle of inclination of the upper panel is carried out either by means of a notch made on the outer side surface of the nut, or by a handle inserted into the holes in the nut provided for this purpose, and the screw head is fixed in the lower part they were not fastened with five bolts with holes for cotter pins inserted into the bolts after they were twisted, and a square platform was fixed in the upper panel with ten similar bolts. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем датчик силы состоит из: каркаса, выполненного из нержавеющего прочного металла или сплава, двух защитных крышек - передней и задней, выполненных из того же материала, что и каркас, причем в верхней части каркаса передняя и задняя крышки закрепляются четырьмя винтами неподвижно к каркасу, а в нижней его части - с некоторой слабиной двумя винтами, и в верхней части каркаса сделан каналец для прокладки гибкого тонкого четырехжильного кабеля, при этом датчик силы данной ТИС выполнен на четырех одинаковых тензорезисторных элементах, соединенных по схеме Уитстона, и два элемента закреплены в верхней утолщенной части каркаса, то есть той его части, что находится в нише каркаса, а два других элемента - на его внутренних поверхностях, боковых тонких стенках каркаса, причем электронная часть данной ТИС, состоящая из усилителя и блока питания, размещена в электронном блоке и запитана электрически от четырех автономных батареек, а механически датчик силы соединен с одной стороны с кронштейном, а с другой стороны - с силовым элементом посредством четырех отверстий, выполненных в каркасе датчика силы.3. The device according to p. 1, characterized in that the force sensor consists of: a frame made of durable stainless metal or alloy, two protective covers - front and back, made of the same material as the frame, and in the upper parts of the frame, the front and rear covers are fixed with four screws motionless to the frame, and in the lower part - with some slack with two screws, and in the upper part of the frame a tubule is made for laying a flexible thin four-core cable, while the force sensor of this TIS is made on four single strain gauge elements connected according to the Wheatstone scheme, and two elements are fixed in the upper thickened part of the frame, that is, its part located in the niche of the frame, and two other elements are on its inner surfaces, lateral thin walls of the frame, and the electronic part of this TIS, consisting of an amplifier and a power supply unit, is located in the electronic unit and is electrically powered from four autonomous batteries, and the force sensor is mechanically connected on one side to the bracket, and on the other hand to the power element via of four holes made in the frame of the force sensor. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем в силовой элемент входят: патрубок с квадратным поперечным сечением, выполненный из нержавеющего металла или сплава, регулятор, включающий в себя ось, выполненную из нержавеющего прочного металла с наличием в ней резьбовой части, колесика для ее вращения и стопорного выступа для предотвращения произвольного перемещения этой оси в продольном направлении, первые две щечки для закрепления положения оси в патрубке и связи с датчиком силы посредством четырех винтов: два с одной стороны и два - с другой, первый ползунок с внутренней резьбой, обеспечивающей заданное его перемещение по оси и крепление на нем двух резиновых амортизаторов с помощью двух планок и четырех винтов: два с одной стороны и два с другой стороны, и шплинт, препятствующий сползанию первого ползунка с оси, и при этом другие концы резиновых амортизаторов, огибающих два миниатюрных подшипника, установленных на второй паре щечек посредством четырех кронштейнов, закрепляющихся на втором ползунке с помощью двух планок и четырех винтов: два с одной стороны и два с другой стороны, причем во втором ползунке сделано отверстие, в которое вставляется первая часть штока-удлинителя и фиксируется в нем, и во втором ползунке с помощью винта без головки, но с пропилом в торце, для чего во втором ползунке делается отверстие с резьбой, а упомянутые кронштейны закрепляются через отверстия в патрубке во второй паре щечек.4. The device according to p. 1, characterized in that it includes a power element: a pipe with a square cross section made of stainless metal or alloy, a regulator including an axis made of durable stainless metal with a threaded part in it , a wheel for its rotation and a locking protrusion to prevent arbitrary movement of this axis in the longitudinal direction, the first two cheeks for fixing the position of the axis in the nozzle and communication with the force sensor through four screws: two on one side and two on d ogo, the first slider with internal thread, which provides its predetermined movement along the axis and fastens two rubber shock absorbers on it using two slats and four screws: two on one side and two on the other side, and a cotter pin that prevents the first slider from sliding off the axis, and while the other ends of the rubber shock absorbers enveloping two miniature bearings mounted on a second pair of cheeks by means of four brackets secured to the second slider with two brackets and four screws: two on one side and two on the other side, and in the second slider a hole is made into which the first part of the extension rod is inserted and fixed in it, and in the second slider with a screw without a head, but with a cut in the end, for which a hole with a thread is made in the second slider, and the aforementioned the brackets are fixed through the holes in the nozzle in the second pair of cheeks. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введена спиральная пружина, выполненная из нержавеющей пружинящей металлической проволоки и представляющая собой цилиндрическую спираль, намотанную виток к витку и с обеих сторон имеющую проволочные отгибы для крепления с одной стороны со второй частью штока-удлинителя и с другой стороны со второй частью металлической пластинки, при этом соединение ее со второй частью штока-удлинителя закреплено развальцованной заклепкой, а со второй частью металлической пластинки - шпилькой и фиксированной шплинтом в предусмотренные для этого отверстия.5. The device according to claim 1, characterized in that a spiral spring is introduced into it, made of stainless spring metal wire and is a cylindrical spiral, wound round to round and having wire bends on both sides for fastening on one side with the second part of the rod -extender and, on the other hand, with the second part of the metal plate, while connecting it to the second part of the extension rod is secured by a flared rivet, and with the second part of the metal plate by a pin and cotter pin in the holes provided for this. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем датчик пульса размещен в двух рукоятках лыжных палок и представляет собой, в каждой, по два металлических лепестка, соединенных электрически двумя двужильными кабелями и двумя миниатюрными разъемами с электронным блоком, в котором размещены аналоговая и импульсная усилительные части усилителя ЧСС, при этом аналоговая часть выполнена в виде аналоговых усилителей, например, на основе двух транзисторов каждый, посредством двух дифференцирующих звеньев выделяются переменные составляющие аналоговых сигналов и используют их положительные составляющие с помощью двух диодов, а импульсная часть усилителя ЧСС выполнена на микросхемах: два элемента 2И-НЕ, с помощью которых формируют импульсные сигналы, и триггер Т, управляемый ими, и на выходе получают необходимый импульсный сигнал.6. The device according to claim 1, characterized in that the pulse sensor is located in two handles of ski poles and consists of two metal petals, electrically connected by two twin-core cables and two miniature connectors with an electronic unit, in which analog and pulse amplifying parts of the heart rate amplifier, while the analog part is made in the form of analog amplifiers, for example, based on two transistors each, through the two differentiating links the variable components of the Ogove signals and use them to positive components via two diodes, a heart rate pulse amplifier portion formed on chips: two-NO element 2i, through which the pulse signals are formed, and the T flip-flop, controlled by them, and the output pulse signal obtained desired.
RU2017100476A 2017-01-09 2017-01-09 Device for training skier's muscles RU2651438C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100476A RU2651438C1 (en) 2017-01-09 2017-01-09 Device for training skier's muscles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100476A RU2651438C1 (en) 2017-01-09 2017-01-09 Device for training skier's muscles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2651438C1 true RU2651438C1 (en) 2018-04-19

Family

ID=61976995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100476A RU2651438C1 (en) 2017-01-09 2017-01-09 Device for training skier's muscles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2651438C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU995822A1 (en) * 1979-08-16 1983-02-15 Предприятие П/Я В-8662 Device for training mountain skiers
SU1655526A1 (en) * 1989-06-05 1991-06-15 Э.А.Судаковский, А.А.Чернышев и С.Э.Судаковский Device for training mountain skiers
US5443433A (en) * 1994-08-24 1995-08-22 Krag; Niels Ski pole enhancement for cross-country ski simulator
RU93003440A (en) * 1993-01-02 1995-09-10 В.А. Спичкин UNIVERSAL TRAINING EQUIPMENT
US5665033A (en) * 1994-10-21 1997-09-09 Dennis D. Palmer Ski simulating exercise machine
US20030013586A1 (en) * 2001-05-10 2003-01-16 Rothschild Keith R. Exercise device and method of use

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU995822A1 (en) * 1979-08-16 1983-02-15 Предприятие П/Я В-8662 Device for training mountain skiers
SU1655526A1 (en) * 1989-06-05 1991-06-15 Э.А.Судаковский, А.А.Чернышев и С.Э.Судаковский Device for training mountain skiers
RU93003440A (en) * 1993-01-02 1995-09-10 В.А. Спичкин UNIVERSAL TRAINING EQUIPMENT
US5443433A (en) * 1994-08-24 1995-08-22 Krag; Niels Ski pole enhancement for cross-country ski simulator
US5665033A (en) * 1994-10-21 1997-09-09 Dennis D. Palmer Ski simulating exercise machine
US20030013586A1 (en) * 2001-05-10 2003-01-16 Rothschild Keith R. Exercise device and method of use

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9526451B1 (en) Force measurement system
US9168420B1 (en) Force measurement system
Moe-Nilssen Test-retest reliability of trunk accelerometry during standing and walking
Gardner-Morse et al. Trunk stiffness increases with steady-state effort
US7764990B2 (en) Method and device for measuring exercise level during exercise and for measuring fatigue
Reschke et al. Postural reflexes, balance control, and functional mobility with long-duration head-down bed rest
Carroll et al. Tetanic responses of electrically stimulated paralyzed muscle at varying interpulse intervals
Alkurdi et al. A biomechanical assessment of isometric handgrip force and fatigue at different anatomical positions
Marín et al. The addition of synchronous whole-body vibration to battling rope exercise increases skeletal muscle activity
Schram et al. Laboratory-and field-based assessment of maximal aerobic power of elite stand-up paddle-board athletes
Lin et al. A comparative study of smart insole on real-world step count
KR20200093185A (en) Mulit-exercise apparatus with smart mirror
RU2651438C1 (en) Device for training skier&#39;s muscles
Orsini et al. Development and preliminary characterization of a novel system for the force platforms dynamic calibration
Florence Tse et al. Postural sway and EMG analysis of hip and ankle muscles during balance tasks
CA2778501A1 (en) Medical suit of axial loading with automatic control system
Uimonen et al. A comparison of three vibrators in static posturography: the effect of vibration amplitude on body sway
US11490828B2 (en) Bioelectrical impedance measurement device and method thereof
Li et al. Simulation study of the cardiovascular functional status in hypertensive situation
RU2408404C1 (en) Device to train leg muscles
Minvaleev et al. Postural influences on the hormone level in healthy subjects: I. The cobra posture and steroid hormones
RU2634243C2 (en) Muscle training device for skaters
Cosentino et al. Knee extensor muscular activity estimation during different walking patterns: flat normal and brisk walking, stair climbing
TWI674554B (en) Motion assessing method and motion assessing system
Melnikov et al. Comparative analysis of vertical posture control in athletes differing in expertise

Legal Events

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

Effective date: 20190110