Тренажер для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена

Тренажер для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена Сущность тренажер включает передачу винт-гайка вращения для придания спортсмену вращательного движения относительно вертикальной оси с одновременным перемещением вдоль нее На одном конце винта расположены опорные ручки для захвата На другом конце винта выполнен упорный бурт Упорный бурт с двух сторон охвачен упорными подшипниками и поджат упругими элементами. Упругие элементы установлены с возможностью фиксированного изменения усилия поджима Винт снабжен регулируемым упором, ограничивающим его осевое перемещение 1 ил

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4873733/12 (22) 11.10.90 (46) 15.12.93 Бюл. ¹ 45-46 (71) Государственный институт физической культу— ры им.П.ФЛесгафта; Санкт — Петербургский госу— дарственный технический университет(72) Сотников И.В.; ; Голованов Г.П. (73) Государственный институт физической культу— ры им.П.ФЛесгафта (54) ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ВЕСТИБУЛЯРНОГО АНАЛИЗАТОРА СПОРТСМЕНА (57) Использование: для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена. Сущность: тренажер (19) RRU U(ax) 2004274 С1 (51) 5 А63В22 00 включает передачу "винт-гайка" вращения для при— дания спортсмену вращательного движения отно— сительно вертикальной оси с одновременным перемещением вдоль нее. На одном конце винта рас положены опорные ручки для захвата. На другом конце винта выполнен упорный бурт. Упорный бурт с двух сторон охвачен упорными подшипниками и поджат упругими элементами. Упругие элементы установлены с возможностью фиксированного изменения усилия поджима. Винт снабжен регулируемым упором, ограничивающим его осевое перемещение. 1 ил.

2004274

Изобретение относится к спортивному инвентарю, в частности к тренажерам для тренировки вестибулярного анализатора человека.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является тренажер для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена, в котором сочетается вращательное движение спортсмена относительно вертикальной оси с одновременным поступательным движением вдоль нее, Такое совмещение движений с независимой регулировкой угловой скорости позволяет осуществлять одновременное комбинированное раздражение всех рецепторов вестибулярного анализатора. При этом создается воэможность объективной оценки всех компонентов вестибулярной реакции путем регистрации сенсорных, соматических и вегетативных составляющих данной реакции организма человека.

Однако указанный прототип имеет и недостатки. Так в основе рабочего механизма, осуществляющего поступательное и вращательное движение спортсмена, используется передача "винт-гайка". Под действием веса тела спортсмена через передачу "винтгайка" реализуются указанные движения.

Такое конструктивное решение не позволяет в полной мере реализовать необходимые условия тренировки для дифференцированного исследования отолитового аппарата вестибулярного анализатора испытуемого.

Получаетсл, что более тяжелый спортсмен будет иметь большую линейную скорость вертикального перемещения. Под действием веса тела спортсмена одно иэ звеньев передачи "винт-гайка" (винт) будет поворачиваться под действием момента M

М=г r tgp-ô) где G — сила тяжести тела спортсмена, н;

r — средний радиус резьбы передачи

"винт-гайка",м;

/3 - угол подъема резьбы„ ф- угол трения в резьбе.

Йэ формулы (1) видно, что вращательное движение, обеспечиваемое моментом М, определяется также весом тела спортсмена.

При этом угловое ускорение определяетсл формулой:

Я =—

l (2), где 1 — момент инерции тела спортсмена, кгм .

Однако, функционирование вестибулярного ачализатора человека, его пороги

v=g t где v — линейная скорость вертикального перемещения спортсмена, м/с;

g — ускорение силы тяжести, M/с;

2. — время тренировки на тренажере, с.

Скорость вертикального перемещенил будет зависеть только от времени тренировки на тренажере. Зная скорость ч, можно

45 определить необходимую величину хода винта h, которая и определяет времл воздействия адекватного раздражителя на отолитовый аппарат:

50 ч

h=—

2g (4), 5

35 чувствительности не зависят от веса его тела, а определяются действием адекватного раздражителя.

В связи с этим возникает необходимость регулирования линейной скорости вертикального перемещения спортсмена независимо от веса его тела для определения порогов чувствительности отолитового аппарата и допустимой нагрузки на него, Реализация данной необходимости позволит расширить технические возможности тренажера при сохранении простоты конструкции и всех достоинств прототипа, Реализовать указанную необходимость можно в предлагаемом тренажере.

Цель изобретения состоит в повышении эффективности тренировочного процесса за счет регулирования линейной скорости вертикального перемещения спортсмена при нерегулируемой угловой скорости вращения, а также определения порогов чувствительности отолитового аппарата вестибулярного анализатора и допустимых нагрузок на него.

Цель достигается тем, что для уменьшения потерь на трение в передаче "винт-гайка" предлагается использовать шариковую передачу, обладающую высоким КПД. Тогда силы трения в передаче "винт-гайка" будут мало влиять на линейную скорость вертикального перемещения спортсмена. Б этом случае его скорость практически не будет зависеть от веса собственного тела и будет определяться так;

Для расширения технических возможностей тренажера предлагается использовать регулируемые упругие элементы, посредством которых осуществляетсл регулирование вертикальной скорости спортсмена в необходимом диапазоне. Для обеспечения вращательного движения

2004274

55 ре- равки органов равновесия пилотов. Учебное пособие. Jl.: 1972, с. 50 — 51. спортсмена после остановки винта предлагается использовать обгонную муфту.

На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемого тренажера.

Тренажер включает в себя шариковую передачу "винт-гайка", гайка 1 которой жестко связана с корпусом тренажера (на чертеже не показан), Винт 2 под действием веса тела спортсмена получает поступательное и вращательное движения. Наи равление вращения определяется направлением захода резьбы винта. Винт 2 в нижней части имеет одностороннюю муфту обгона 3 и опорные ручки 4 для удержания спортсмена. В верхней части винта 2 имеется упорный бурт, охваченный с двух сторон опорным подшипником (узлом) 5 и поджатый через наружные обоймы (блоки) 6 упругими элементами 7 и 8, установленными с возможностью фиксированного изменения усилия поджима. Поджим осуществляется путем вертикального перемещения обоймы б по направляющей 9 с последующей фиксацией стопорными винтами 10 в заданном положении.

Для увеличения скорости вертикального перемещения блоки б с упругими элементами 7, 8 опускают вниз. При-этом упругие элементы 7, находящиеся в сжатом состоянии, будут стремиться сместить вниз узел 5.

Растянутые упругие элементы 8 также будут стремиться сместить вниз узел 5, Для уменьшения скорости вертикального перемещения блоки б с упругими элементами?, 8 необходимо переместить вверх, при этом силу упругости элементов 7, 8 будут уменьшать скорость вертикального перемещения. Максимальная скорость вертикального перемещения обеспечивается при крайнем нижнем положении, а минимальная скорость — при крайнем верхнем положении блоков 6 с упругими элементами 7, 8. Таким образам, крайние поло>кения блоков б обеспечивают диапазон регулирования скорости вертикального перемещения спортсмена. Для обеспечения продольного перемещения узла 5 (вместе с винтом 2) и исключения его вращательного движения ан связан с направляющей 9 через ползун

11. Для ограничения вертикального хода винта 2 установлен регулируемый упор 12, имеющий стопорный винт, посредством которого он жестко фиксируется в заданном положении. При этом обеспечивается вазможность регулирования времени вертикального перемещения испытуемого (посредством изменения величины хода винта X), чем также обеспечивается изменение линейной скорости вертикального пе мещения спортсмена.

Тренажер работает следующим образом.

Под действием веса тела спортсмена, который находится в положении виса и удерживается за опорные ручки 4, винт 2 получает вращательное и вертикальное поступательное движения за счет работы передачи "винт-гайка". При этом получает поступательное движение вся верхняя часть винта 2 вместе с узлом 5, который связан упругими элементами 7 и 8 с блоками 6.

Взаимное расположение блоков 6 устанавливается до начала тренировки в соответствии с требованиями к вертикальной скорости перемещения спортсмена. Посредствам стопарных винтов 10 блоки 6 жестко фиксируются на направляющей 9. Для обеспечения заданной величины вертикального хода (X) выставляется упор 12 и также жестко фиксируется. В процессе продольного вертикального перемещения узел 5 вместе с винтом 2, который совершает еще и вращательное движение, доходят до упора 12 и останавливаются.. Под действием инерционного момента включается муфта обгона 3, и спортсмен дальше совершает уже только вращательное движение. В соответствии с программой тренировки по команде тренера спортсмен самостоятельно останавливается, С целью подготовки тренажера к работе необходимо выполнить следующее. Для изменения скорости вертикального перемещения необходимо выставить блоки 6 в заданном положении и зафиксировать их, а также установить упор 12, Пбсле чего посредством вращения за опорные ручки 4 вала винта 2 через муфту обгона 3 винт 2 поднимается вверх до исходного положения, Вместе с винтом 2 через упорный бурт на нем поднимается узел 5. Таким образом тренажер готов к работе.

В результате применения описанного тренажера можно достичь следующего; — за счет использования шариковой передачи "винт — гайка" значительно уменьшаются потери на трение, а как результат и зависимость скорости вертикальнога перемещения ат веса тела спортсмена; — введение специального упора позволяет регулировать время вертикального перемещения спортсмена, а в совокупности с действием упругих элементов обеспечивать регулирование линейной скорости поступательного движения вдоль вертикальной оси, (56) Стрелец В,Г. Методы изучения и трени2004274

Формула изобретения

Составитель И.Сотников

Техред М.Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор А.3 робок

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3364

Производсгвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ВЕСТИБУЛЯРНОГО АНАЛИЗАТОРА СПОРТСМЕНА, содержащий смонтированную на основании передачу винт - гайка для придания спортсмену вращательного движения относительно вертикальной оси с одновременным перемещением вдоль нее, связанные с одним из концов винта опорные ручки для удержания спортсмена. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тренировки путем регулирования линейной скорости вертикального перемещения спортсмена независимо от

5 его веса, он имеет регулируемый упор для ограничения осевого перемещения винта, двусторонний упорный подшипник и упругие элементы, а на свободном конце винта выполнен упорный бурт, причем упорный

10 бурт с двух сторон охвачен упорным подшипником и подпружинен через наоужные обоймы последнего упругими элементами, установленными с воэможностью фиксиро15 ванного изменения усилия поджима.