ТРЕНАЖЕР

Изобретение относится к спортивному инвентарю, в частности к тренажеру, создающему нагрузку на мышцы человека, и может быть использовано в качестве тренажера для развития и укрепления крупных мышц, таких как широчайшей мышцы спины (самой большой мышцы нижней части спины), прямой мышцы живота, дельтовидной мышцы и двуглавой мышцы плеча пользователя.

В повседневной жизни человека, регулярно занимающегося физическими упражнениями, все большую вспомогательную роль играют спортивные тренажеры, однако зачастую такие устройства занимают много места и не пригодны для транспортировки. В связи с этим актуальным является создание тренажера, позволяющего не только эффективно совершенствовать физические качества, но и способного обеспечить достаточную мобильность для проведения тренировок вдали от тренажерного зала.

Упражнения на тренажерных устройствах являются универсальным средством, так как могут использоваться не только на занятиях по физической подготовке, но и при индивидуальных занятиях с отстающими в физическом развитии. Упражнения имеют ряд особенностей: они точно дозируются, могут применяться в разнообразных вариантах и комбинациях. Это обеспечивает избирательный характер воздействий на отдельные группы мышц. В результате систематического повторения циклов упражнений с тренажером создаются условия для роста мышечной силы, что важно для полноценного физического развития человека.

Известен силовой тренажер Сотского Бизон-1м (www.bison-1.com/ bison-1m.html), выполненный в виде продолговатого тела с создающими противодействующее усилие для рук за счет сил трения содержащими шаровые опоры держателями, установленными на его концах с возможностью вращения. Недостатком данного тренажера является то, что он предназначен для развития и тренировки только мышц рук, верхней части тела и плечевого пояса и не рассчитан для тренировки постуральных мышц пользователя, расположенных рядом с позвоночником и отвечающих за осанку человека, и его нельзя использовать для развития мышц ног – самого большого и самого сильного мышечного массива в теле человека.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и выбранным в качестве прототипа является тренажер вертикальный (заявка на изобретение № 2015141672 от 30.09.2015 г.), включающий вертикальную стойку, нижний конец которой в виде шара установлен на основании посредством содержащей сферическую выемку опоры, находящейся внутри цилиндрического стакана с наружным удерживающим кольцом в верхней его части, необходимым для создания противодействующего усилия и возможности вращения вертикальной стойки, съемную перекладину для кистевого хвата, крепящуюся перпендикулярно к вертикальной стойке, верхнюю часть которой используют в качестве держателя для рук пользователя.

Недостатком способа-прототипа является то, что он предназначен для развития и тренировки только отдельных мышечных групп верхних и нижних конечностей, а также маленьких постуральных мышц (мышц-разгибателей, помогающих активно поддерживать тело в вертикальном положении), и не рассчитан для тренировки крупных мышц, таких как широчайшей мышцы спины (самой большой мышцы нижней части спины), прямой мышцы живота, дельтовидной мышцы и двуглавой мышцы плеча пользователя. Также недостатком является невозможность динамического изменения величины отягощения при использовании тренажера в целях регулировки нагрузки под конкретного пользователя.

Задачей изобретения является создание тренажера, расширяющего возможности по тренировке крупных мышц человека, а также позволяющего обеспечить подбор величины отягощения в целях регулировки нагрузки под конкретного пользователя.

Техническим результатом изобретения является расширение возможности по тренировке крупных мышц человека, а также обеспечение возможности подбора величины отягощения в целях регулировки нагрузки под конкретного пользователя.

Технический результат достигается за счет того, что в тренажер для создания нагрузки на крупные мышцы (далее – тренажер), включающий стойку, съемную перекладину для кистевого хвата, крепящуюся перпендикулярно к стойке, дополнительно введен опорный цилиндр, имеющий круглое отверстие с нарезанной внутренней резьбой, которое обеспечивает возможность крепления опорного цилиндра на край стойки, выполненный противоположно краю стойки, на котором расположена съемная перекладина для кистевого хвата, для чего на стойке нарезана внешняя резьба того же размера, набор сменных силовых пружин с различной упругостью, надевающихся на стойку между опорным цилиндром и съемной перекладиной для кистевого хвата.

Опорный цилиндр служит для упора в область брюшного пресса пользователя во время тренировки, за счет чего обеспечивается возможность развития прямой мышцы живота. Выполнение упражнений по сгибанию-разгибанию рук в локтевом суставе, преодолевая упругость силовой пружины и используя хват снизу или сверху, обеспечивает возможность развития широчайшей мышцы спины, дельтовидной мышцы и двуглавой мышцы плеча пользователя. Применение пружин с различным коэффициентом упругости позволяет дифференцированно изменять нагрузку за счет выбора и установки соответствующей пружины.

Стойка тренажера снабжена регулировочным кольцом с нарезанной внутренней резьбой, предотвращающим нежелательное воздействие силовой пружины на опорный цилиндр и служащим для более точной регулировки нагрузки при выполнении упражнения за счет наличия возможности передвижения по резьбе вправо и влево, тем самым увеличивая и уменьшая начальную упругость пружины.

Также дополнительно введен стопорный шар для ограничения возвратного движения элементов тренажера и обеспечения возможности быстрой сборки-разборки тренажера для замены силовой пружины. Стопорный шар имеет круглое отверстие с нарезанной внутренней резьбой, необходимое для его крепления на левый край стойки, для чего на стойке нарезана внешняя резьба того же размера.

Также в тренажер дополнительно введена компенсационная пружина, надевающаяся на стойку между съемной перекладиной для кистевого хвата и стопорным шаром и служащая для компенсации удара съемной перекладины о стопорный шар при разжимании силовой пружины во время обратного хода.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в предложенном устройстве обеспечивается расширение возможности по тренировке крупных мышц человека, а также возможность подбора величины отягощения в целях регулировки нагрузки под конкретного пользователя.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность отличительных существенных признаков, обусловливающих тот же технический результат, который достигнут в заявляемом устройстве. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое устройство поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг. 1 – структурная схема тренажера в разрезе с размерами;

фиг. 2 –схема стойки в разрезе с размерами;

фиг. 3 –схема опорного цилиндра в разрезе с размерами;

фиг. 4 –схема съемной перекладины в разрезе с размерами;

фиг. 5 –схема стопорного шара в разрезе с размерами;

фиг. 6 –схема силовой пружины в разрезе с размерами.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором представлена структурная схема тренажера. Для уточнения особенностей отдельных элементов тренажера используются схемы (фиг. 2 – фиг. 6).

Тренажер содержит стойку 1, служащую основанием для крепления и размещения всех остальных элементов тренажера. Стойка 1 представляет собой цилиндрическую деталь (фиг. 2) диаметром мм и длиной мм, выполненную из стали 10 (ГОСТ 1050-88). Изготовление цилиндрических деталей из стальных заготовок является известным процессом и описано, например, в [Фещенко, В.Н. Токарная обработка: учебное пособие / В.Н.Фещенко, Р.Х. Махмутов. – Москва : Высшая школа, 2005]. Правый край стойки на протяжении 90 мм имеет нарезанную с помощью плашки мм резьбу, из которой крайние 24 мм используются для крепления опорного цилиндра 2, а оставшиеся – для передвижения вправо и влево регулировочного кольца 7. Левый край стойки на протяжении 20 мм имеет уменьшенный диаметр мм и нарезанную на данном участке с помощью плашки мм резьбу, использующуюся для крепления стопорного шара 4. Процесс нарезания внешней резьбы при помощи плашки является известным и описан, например, в [Бергер, И.И. Токарное дело. Учебник для подгот. рабочих на производстве / И.И. Бергер. – Москва : Высшая школа, 1980].

Опорный цилиндр 2 служит для упора в область брюшного пресса пользователя во время тренировки, за счет чего обеспечивается возможность развития прямой мышцы живота. Опорный цилиндр 2 представляет собой цилиндрическую деталь (фиг. 3) диаметром мм и длиной мм, выполненную из стали 10 (ГОСТ 1050-88). Опорный цилиндр 2 имеет по центру длинной стороны круглое отверстие диаметром мм и глубиной мм с нарезанной с помощью метчика мм внутренней резьбой, необходимой для его крепления на правый край стойки. Процесс нарезания внутренней резьбы при помощи метчика является известным и описан, например, в [Бергер, И.И. Токарное дело. Учебник для подгот. рабочих на производстве / И.И. Бергер. – Москва : Высшая школа, 1980].

Съемная перекладина 3 используется в качестве держателя для рук пользователя и служит для давления на силовую пружину 5 при выполнении упражнения на тренажере. Съемная перекладина 3 представляет собой цилиндрическую деталь (фиг. 4) диаметром мм и длиной мм, выполненную из стали 10 (ГОСТ 1050-88). По центру длинной стороны деталь имеет разрыв, в который вварена стальная трубка с внутренним диаметром мм и толщиной стенки мм. Процесс сварки металлических деталей при помощи инверторного сварочного аппарата является известным и описан, например, в [Акулов, А. И. Технология и оборудование сварки плавлением : Учебник для студентов вузов / А. И. Акулов, Г. А. Бельчук, В. П. Демянцевич. – Москва: Машиностроение, 1977. – 432 с. : ил.]. Съемная перекладина 3 при помощи вваренной стальной трубки надевается на стойку 1 и имеет возможность свободного перемещения по ней.

Стопорный шар 4 служит для ограничения возвратного движения элементов тренажера и обеспечения возможности быстрой сборки-разборки тренажера для замены силовой пружины 5. Стопорный шар 4 представляет собой сферическую деталь (фиг. 5) диаметром мм, выполненную из стали 10 (ГОСТ 1050-88). Стопорный шар 4 имеет по центру круглое отверстие диаметром мм и глубиной мм с нарезанной с помощью метчика мм внутренней резьбой, необходимой для его крепления на левый край стойки.

Набор сменных силовых пружин 5 с различной упругостью, надевающихся на стойку между опорным цилиндром и съемной перекладиной для кистевого хвата, служит для создания основных усилий при проведении тренировок. Выполнение упражнений по сгибанию-разгибанию рук в локтевом суставе, преодолевая упругость силовой пружины и используя хват снизу или сверху, обеспечивает возможность развития широчайшей мышцы спины, дельтовидной мышцы и двуглавой мышцы плеча пользователя. Применение пружин с различным коэффициентом упругости позволяет дифференцированно изменять нагрузку за счет выбора и установки соответствующей пружины. Свойства пружин и расчет их характеристик описаны, например, в [Паркевич, Е. В. Механические свойства пружины : Учебник для студентов вузов / Е. В. Паркевич. – Москва : МФТИ, 2014].

Сила упругости , которая возникает в результате деформации пружины, направленная в сторону противоположную перемещению частиц деформируемого тела, пропорциональна удлинению пружины:

,

где k – коэффициент упругости пружины, x – удлинение пружины при деформации.

Коэффициент упругости (коэффициент жесткости) пружины численно равен силе, которую следует приложить к пружине для того, чтобы ее длина изменилась на единицу. Он зависит от формы пружины, ее размеров, материала изготовления. Величина коэффициента упругости пружины указывает на устойчивость ее к действию нагрузок и насколько велико ее сопротивление при воздействии. Если рассматривать деформацию пружины как совокупность элементарных сдвигов в ее объеме под воздействие сил упругости, то коэффициент упругости можно вычислить при помощи формулы:

где R – радиус пружины, n – количество витков в пружине, r – радиус проволоки, G – модуль сдвига (постоянная, которая зависит от материала).

Таким образом, задав параметры силовой пружины, в первую очередь такие, как количество витков в пружине n и радиус проволоки r, можно определить начальную упругость пружины, зависящую только от коэффициента упругости k. Передвижением регулировочного кольца 7 по резьбе вправо и влево можно добиться плавного изменения удлинения пружины х при деформации, тем самым обеспечив более точную регулировку нагрузки (изменение ) при выполнении упражнения.

Компенсационная пружина 6, надевающаяся на стойку 1 между съемной перекладиной для кистевого хвата 3 и стопорным шаром 4, служит для компенсации удара съемной перекладины 3 о стопорный шар 4 при разжимании силовой пружины 5 во время обратного хода. Сила упругости компенсационной пружины 6 задается аналогично рассмотренному ранее для силовой пружины 5.

Следовательно, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить расширение возможности по тренировке крупных мышц человека, а также обеспечение возможности подбора величины отягощения в целях регулировки нагрузки под конкретного пользователя.