Тренажер для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена

Тренажер для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность: тренажер включает передачу винтгайка вращения для придания спортсмену вращательного движения относительно вертикальной оси с одновременным перемещением вдоль нее. На свободном конце винта установлены посредством подшипникового узла ручки для захвата Тренажер снабжен вариатором плавного регулирования угловой скорости вращения Вариатор соединен со средством реверсирования направления вращения винта. Подшипниковый узел связан со средством регулирования линейной скорости вертикального перемещения винта 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

М (Р

Ю

ЬЭ

М

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4915679/12 (22) 01.0393 (46) 15.1 2.93 Бюл. Na 45 — 46 (71) Государственный институт физической культуры им.П,ФЛесгафта; Санкт-Петербургский государственный технический университет (72) Сотников И.В.; Стрелец В.Г.; Голованов Г.П. (73) Государственный институт физической культуры им.П.ФЛесгафта (54) ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ВЕСТИБУЛЯРНОГО АНАЛИЗАТОРА СПОРТСМЕНА (57) Сущность: тренажер включает передачу винт(19) RU (11) 2004275 С1 (31) 5 A 63 B 22 00 гайка вращения для придания спортсмену вращательного движения относительно вертикальной оси с одновременным перемещением вдоль нее. На свободном конце винта установлены посредством подшипникового узла ручки дпя захвата. Тренажер снабжен вариатором плавного регулирования угловой скорости вращения. Вариатор соединен со средством реверсирования направления вращения винта. Подшипниковый узел связан со средством регулирования линейной скорости вертикального перемещения винта. 1 ил.

2004275

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

Цель изобретения состоит в повышении эффективности тренировочного процесса за счет введения независимой регулировки угловой скорости и реверсирования направления вращения спортсмена при регулируемой линейной скорости вертикального перемещен ия.

На чертеже изображена кинематическая схема тренажера.

Тренажер включает в себя шариковую передачу винт-гайка (1 — гайка, 2 — винт).

Шариковая передача используется для уменьшения потерь на трение в самой передаче винт-гайка и для исключения влияния веса тела спортсмена на линейную скорость вертикального перемещения. Винт 2 имеет регулируемый упор 3, с помощью которого устанавливается величина вертикального хода винта, определяющая время воздействия статакинетических нагрузок ат совокупных движений (вращательного и поступательного), Для исключения вращения винта 2 установлена направляющая 4, обеспечивающая только возвратно-поступательные движения валу винта 2. Для регулирования угловой скорости в тренажере используется устройство типа вариатор, которое состоит из двух дисков 5. Оси этих дисков могут устанавливаться под заданным углом посредствам специального поворотного устройства 6. Гайка 1 жестко 35 сгязана с диском 7. В нижней части тренажера имеется диск 8, жестко свя ;-.нный с конической передачей, которая через конические колеса 9 передает врац;ательное движение на коническое колесо 10. Колеса

8. 9 и 10 совместно с кулачковой муфтой сцепления 11 образуют реверс, посредство:.> котарога мо>кно менять направление вращения вала 12, через подшипниковый узел 13 связанного с винтом 2, Узел 13 не- 45 обходим для совмещения дви>кений вала 12— посгупательного и вращательного, а также для обеспечения его вращения в разные

cTopoa lbt са cKopocTbK) M3 (ш4), Угловая скорость вала 12 будет определяться соотношением

0)1 R1 юз =

Ra где й)) — угловая скорость вращения гайки

1 вместе с диском 7, 1/с; а)з — угловая скорость вращения диска

8, 1/с;

R> — радиус точки контакта диска 7 вариатора с диском 5, м;

Вз- радиус точки контакта диска 8 вариатора с диском 5, м.

Посредством изменения угла наклона осей дисков 5 вариатора будут меняться радиусы R) и Вз. В результате чего обеспечивается регулирование угловой скорости вз.

В реверсе колеса 9, 10, а также колесо на диске 8 имеют одинаковое число зубьев Z, что обеспечивает необходимое равенство юз — â, но при этом угловые скорости направлены в противоположные стороны. В нижней части вала 12 жестко закреплена муфта обгона 23, которая обеспечивает продолжение вращательного движения спортсмена по инерции, после того как упор 3 дойдет до направляющей 4, т,е. когда поступательное и вращательное движение вала

12 прекратится. Муфта обгона 23 связана с опорными ручками 14, за которые держится спортсмен во время тренировки на тренажере, Подшипниковый узел 13 связан с блоками 15 и 16, в которые установлены упругие элементы 17 и 18. Расположение блоков 15 и 16 относительно узла 13 может регулироваться путем их вертикального перемещения на направляющей 19 с последующей фиксацией стопорными винтами ползунов

20 и 21, Для увеличения скорости вертикального перемещения блоки 15, 16 с упругими элементами 17, 18 необходимо опустить вниз, При этом упругие элементы 17, находящиеся в сжатом состоянии, будут стремиться сместить вниз узел 13, Растянутые упругие элементы 18 также будут стремиться сместить вниз узел 13, Для уменьшения скорости вертикального перемещения блоки 15, 16 с упругими элементами 17, 18 необходимо переместить вверх. При этом силы упругости элементов 17, 18 будут уменьшать скорость. Максимальная скорость вертикального перемещения обеспечивается при крайнем нижнем поло>кении, а минимальная скорость — при крайнем верхнем положении блоков 15, 16 с упругими элементами

17, 18, Таким образом, крайние положения блоков 15, 16 обеспечивают возможный диапазон регулирования скорости вертикального перемещения спортсмена. Для обеспечения постоянного контакта диска 7 с дисками 5 в тренажере применена пружина 22. Она необходима еще и для того, чтобы при подготовке тренажера к повторной работе нажатием опорных ручек 14 вверх исключался из передачи движений сам вариатор вследствие подьема диска 7 BMBсте с гайкой 1 вверх на величину Х2, При этом резка сокращается время на подготав2004275

10 ку тренажера к повторной работе и уменьшаются усилия, т,к, исключаются все передачи вариатора и реверса, Тренажер работает следующим образом.

Под действием веса тела спортсмена, который находится в положении виса и держится за опорные ручки 14, вал 12 получает поступательное движение в вертикальном направлении. Через подшипниковый узел

13 винт 2 передачи винт-гайка также получает поступательное движение в вертикальном направлении. В результате продольного перемещения винта 2 гайка 1 получает вращательное движение, которое через звенья 3, 5, 8, 11 (или 3, 5, 8, 9, 10, 11) передается валу 12. В результате этого вал

12 получает поступательное и вращательное движение, Угловая скорость вращения вала 12 регулируется посредством специального поворотного устройства 6, которое позволяет до тренировки спортсмена установить оси дисков 5 под заданным углом, определяющим величину скорости вращения. При перемещении вала 12, узла 13 и винта 2 вниз упор 3 доходит до направляющей 4 (Х ), Положение упора 3 определяет время вертикального хода, т.е. время трениpoBKvI и, следовательно, дозировку вестибулярной нагрузки. Перемещающийся вниз узел 13 жестко связан с упругими элементами 17, 18 и с блоками 15, 16. Взаимное расположение блоков 15, 16 устанавливается до начала тренировки s соответствии с требованиями к линейной скорости вертикального перемещения спортсмена. Посредством стопорных винтов ползуны 20 и

21 жестко крепятся на направляющей 19.

После остановки вала 12 под действием инерционного момента включается муфта свободного хода 23, 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 15, 16 с упругими элементами 17, 18 в заданном положении и зафиксировать их. Установить упор 3. Кулачковой муфтой 11 обеспечить необходимое направление угловой скорости вращения вэ (и>4) . Соответствующим

55 образом выставить диски 5 для обеспечения заданной величины ыд (в ), После чего приложить вертикально вверх усилие на опорные ручки 14. При этом гайка 1 с диском 7 поднимутся вверх на величину Х и через передачу винт — гайка будут вращаться. Смещение на величину Xz гайки 1 с диском 7 предусмотрено для того, чтобы ускорить подготовку тренажера к последующей работе и уменьшить затраты физических сил, т.к. исключается из работы почти весь механизм тренажера, т.е. уменьшаются потери на трение. Таким образом, тренажер готов к работе.

В результате применения описанного тренажера можно достичь следующего: использование шариковой передачи винтгайка значительно уменьшает потери на трение и, как следствие, снижает влияние веса тела спортсмена на линейную скорость вертикального перемещения; использование упругих элементов обеспечивает плавное регулирование линейной скорости вертикального перемещения спортсмена; использование средства реверсирования обеспечивает выбор направления вращения относительно вертикальной оси; применение вариатора обеспечивает бесступенчатое (плавное) регулирование угловой скорости вращения независимо от линейной скорости вертикального перемещения и в результате увеличивает возможности исследования полукружных каналов вестибулярного анализатора, при сохранении габаритов тренажера увеличивается время действия статокинетических раздражителей знакопеременного характера на вестибулярный анализатор. а как результат повышаются устойчивость и выносливость последнего с учетом особенностей его функционирования (асимметрии полукружных . каналов в пользу правых); наконец, вследствие расширения функциональных возможностей тренажера путем обеспечения только регулируемого вертикального перемещения спортсмена без вращения (при нейтральном положении реверса) создаются условия для исследования отолитового аппарата вестибулярного анализатора иси ытуемого. (56) Стрелец В,Г, Методы изучения и тренировки органов равновесия пилотов. Учебное пособие. Л., 1973, с. 50-51.

2004275

Формула изобретения

2

19

Составитель И.Сотников

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Зробок

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3364

Производственно-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 и связанные посредством подшипникового узла со свободным концом винта опорные ручки для захвата, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тренировки, он имеет две последовательно расположенные и охватывающие винт направляющие и вариатор регулирования угловой скорости вращения, выполненный в виде четырех дисков, два из которых расположены в горизонтальной плоскости параллельно один другому, а два других

5 установлены между горизонтальными дисками с возможностью контакта с их торцевыми поверхностями и изменения положения относительно горизонтальных дисков под заданным углом, при этом один из горизонтальных дисков закреплен на гайке, а другой - на. обращенной к опорным ручкам направляющей, причем подшипниковый узел имеет средство

15 регулирования линейной скорости вертикального перемещения винта, а соединен-. ный с направляющей горизонтальный диск вариатора имеет жестко связанное с ним средство реверсирования направления