Лижний тренажер

Реферат: UA 71549 U UA 71549 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, що заявляється, належить до області спорту, а також до області лікувальної фізкультури, і може бути використана для проведення тренувань професійних спортсменів, що займаються на бігових лижах, гірських лижах і на сноуборді, навчальних занять, як спортивно-розважального атракціону, а також для проведення посттравматичних занять з метою реабілітації хворих різного характеру. В теперішній час існує достатньо велика кількість варіацій лижних тренажерів, які використовуються як для тренування спортсменів-початківців і професійних спортсменів, так і як тренажерів для проведення реабілітаційних занять, а також як розважальні атракціони. Основними критеріями для оцінювання подібних тренажерів є наближеність умов тренування до реальних умов катання, різноманітність забезпечуваних тренажером навантажень, забезпечення безпеки під час експлуатації тренажера, практичну реалізацію роботи тренажера і зниження витрат на його виготовлення. Тому актуальним завданням є розробка нових конструкцій тренажера, які б дозволили забезпечити максимальну наближеність до реальних умов катання під час проведення тренувань спортсменів, а також розважальних заходів з використанням подібних тренажерів, і в цілому мали б більш ширший спектр функціональних можливостей. Найближчим аналогом корисної моделі, що заявляється, та вибраним як прототип є лижний тренажер, описаний в авторському свідоцтві СРСР № 1583111, опублікованому 07.08.90 p., що містить стрічковий транспортер у вигляді рами зі стрічкою, валами і приводом, встановлений на пристроях зміни просторового положення рами транспортера. Пристрій зміни просторового положення рами транспортера в цьому випадку являє собою гідроциліндри, які зв'язані з рамою і поверхнею установки конструкції кульовими шарнірами, причому шарнір кожного циліндра являє собою закріплений на нижньому його торці сферичний сегмент, діаметр якого менше діаметра циліндра для обмеження кута нахилу гідроциліндра під час взаємодії його торця з поверхнею установки конструкції. Пристрій зміни просторового положення рами транспортера описуваного лижного тренажера містить чотири гідроциліндри, кожний з яких встановлений у центрі кожної зі сторін рами стрічкового транспортера описуваного лижного тренажера. До недоліків описуваного лижного тренажера можна віднести складність конструкції, необхідність синхронізації роботи гідроциліндрів між собою для забезпечення зміни просторового положення рами транспортера у вертикальній і фронтальній площинах, а також у двох площинах одночасно, складність забезпечення високого рівня безпеки людей, що тренуються, через відсутність активних і/або пасивних засобів безпеки, підвищені вимоги до приміщення для монтажу обладнання через великі габаритні розміри описуваного тренажера, що призводить до підвищених вимог до висоти стелі, корисної площі, навантажень на перекриття. В основу корисної моделі поставлена задача розробити лижний тренажер, що за рахунок простоти конструкції, а також оптимального підбору конструктивних елементів і забезпечення ефективної взаємодії між ними дозволить забезпечити можливість максимального наближення умов тренування до реальних умов катання на лижних трасах і гірськолижних спусках з використанням техніки занять біговими лижами, гірськими лижами і сноубордом, також забезпечити можливість здійснення зміни просторового положення тренажера в цілому без необхідності синхронізації роботи його окремих елементів, що забезпечують зазначену зміну просторового положення, надійність конструкції, а також можливість забезпечити високий рівень безпеки людей, що тренуються, і можливість встановлення тренажера в приміщеннях з невеликою висотою стелі з дотриманням діючих норм будівництва, у тому числі припустимого рівня навантажень на перекриття. Поставлена задача вирішується розробленням лижного тренажера, що містить стрічковий транспортер у вигляді рами зі стрічкою, валами і приводом, встановлений на пристроях зміни просторового положення рами транспортера, при цьому один кінець рами тренажера оснащений опорним елементом, що опирається на кульовий шарнір, а пристрої зміни просторового положення рами транспортера виконані у вигляді двох маніпуляторів, шарнірно зв'язаних з кінцями рами транспортера. Як шарніри можуть бути використані сферичні шарніри, що являють собою кулі, виконані з можливістю обертання усередині сферичної порожнини, утвореної верхньою і нижньою основами шарніра. Рама може являти собою як дві подовжні балки, на яких закріплені вали, що виконують функцію поперечних силових елементів, так і може мати інше конструктивне виконання. Можлива реалізація технічного рішення, що заявляється в якій опорний елемент являє собою поперечну балку, що встановлена під рамою і валом, і опирається на шарнір. Також можливий варіант реалізації рішення, що заявляється, в якому опорний елемент являє собою нижню основу кульового шарніра, який верхньою своєю основою впирається у жорсткий настил. Пристрої зміни просторового положення рами 1 UA 71549 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 транспортера, що виконані у вигляді двох маніпуляторів, з поверхнею установки тренажера зв'язані кульовими шарнірами. Описана реалізація корисної моделі, що заявляється, дозволяє забезпечити можливість імітації для людей, які тренуються, структури біомеханіки рухів у реальних умовах, тим самим забезпечуючи максимальне наближення умов тренування до реальних умов катання як на бігових лижах, так і на гірських лижах, сноуборді, а також можливість здійснення зміни просторового положення тренажера в цілому без необхідності синхронізації роботи його окремих елементів, що забезпечують зазначену зміну просторового положення без зупинки руху стрічки. В той же час, описана конструкція є простою і надійною за рахунок оптимального розташування опорних точок рами транспортера, що дозволяє забезпечити тривалий термін експлуатації тренажера, що у свою чергу впливає на економічну доцільність впровадження тренажера, що заявляється і дозволяє розширити сферу застосування конструкції, що заявляється і перелік місць її розміщення. Можливий варіант реалізації корисної моделі, що заявляється, при якому лижний тренажер містить додатковий маніпулятор у місці встановлення переднього кінця рами транспортера, шарнірно зв'язаний з рамою транспортера. Така реалізація дозволяє забезпечити встановлення стрічкового транспортера в горизонтальній площині для відпрацьовування вправ з використанням бігових лиж на поверхні, паралельній поверхні установки, що у разі необхідності дозволяє знизити навантаження, що забезпечується людині, що тренується, під час роботи на тренажері. Переважно маніпулятор являє собою гідроциліндр двосторонньої дії. Це дозволяє плавно піднімати раму транспортера й опускати її у вертикальній площині. Також можлива реалізація корисної моделі, при якій маніпулятор являє собою привод з гвинтовою передачею або привод із зубчастою передачею, що також дозволяє плавно піднімати раму транспортера й опускати її у вертикальній площині, в той же час забезпечуючи високу надійність роботи маніпулятора. Доцільною є така реалізація корисної моделі, при якій стрічковий транспортер оснащений жорстким настилом, що розміщений на рамі. Це дозволяє забезпечити необхідну жорсткість, міцність і стійкість конструкції, а також дозволяє забезпечити простоту збирання тренажера в місці встановлення й економію матеріалів під час його виготовлення. Переважно жорсткий настил виконаний у вигляді сендвіч-панелі, що містить верхній і нижній шари, між якими розміщені армуючі елементи. Також можливий варіант реалізації корисної моделі, при якому жорсткий настил виконаний у вигляді гофрованого листа. Така реалізація настилу дозволяє забезпечити ковзання стрічки поверхнею настилу після приведення стрічкового транспортера в дію. В разі потреби жорсткий настил може бути оснащений накладками, виконаними з можливістю зниження тертя між настилом і стрічкою. Стрічка транспортера являє собою багатошарову композитну стрічку, у якій є верхній робочий шар, виконаний з матеріалу, що має низький коефіцієнт тертя, наприклад, поліпропілен, нейлон і т.д. Доцільною є реалізація корисної моделі, в якій стрічковий транспортер оснащений системою автоматичного зволоження стрічки для забезпечення кращого ковзання за рахунок розміщення, наприклад, форсунок з електричними клапанами в нижній частині тренажера. Доцільною є реалізація корисної моделі, в якій тренажер містить блок керування, що має програмно-апаратний комплекс, виконаний з можливістю керування роботою приводу стрічкового транспортера, маніпуляторів пристрою зміни просторового положення рами транспортера, системою автоматичного зволоження стрічки, а також з можливістю збору, збереження і надання статистичних даних. Як програмно-апаратний комплекс може бути використана ЕОМ з попередньо встановленим програмним забезпеченням, що забезпечує різні функції блока керування, наприклад, організацію бази даних, де зберігаються статистичні дані про роботу тренажера, дані про людей, що тренуються, тренерів/операторів і т.п. Також можливим є здійснення реєстрації даних про тривалість тренування, а також можливість здійснення оплати за користування тренажером шляхом використання спеціальних пластикових карт, дані з який зчитуються блоком керування. Це дозволяє забезпечити зручність експлуатації тренажера, а також підвищити ефективність проведення тренувань шляхом аналізу накопиченої статистичної інформації. Також переважно блок керування оснащений пультом керування, виконаним з можливістю забезпечення інтерфейсу «блок керування - оператор». Це дозволяє забезпечити зручне й ефективне керування основними параметрами тренажера, що заявляється, що у свою чергу дозволяє здійснювати гнучке підлаштовування параметрів тренажера під конкретні потреби людини, що тренується, забезпечити різну інтенсивність тренування, різні типи навантажень під час занять на тренажері. 2 UA 71549 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Переважно блок керування системою автоматичного припинення руху стрічки стрічкового транспортера, що включає датчики руху. Це дозволяє забезпечити високий рівень безпеки людини, що тренується, у випадку втрати рівноваги і падіння. Переважно лижний тренажер оснащений, щонайменше, однією стартовою планкою. Доцільної є така реалізація корисної моделі, в якій лижний тренажер оснащений активними і/або пасивними засобами безпеки, що дозволяє забезпечити високий рівень безпеки людини, що тренується, і звести до мінімуму можливість травмування під час тренування або проведення реабілітаційних занять. Наприклад як засіб безпеки може бути використана стартова планка, підвіс, що страхує, захисна поверхня, огородження. Стартова планка кріпиться до рами або до жорсткого настилу і є нерухомою конструкцією для здійснення старту, забезпечення зручності і безпеки людини, що тренується, збільшення кількості людей, що тренуються, які можуть одночасно тренуватися. Стартова планка може бути розміщена в передній і середній частинах тренажера. Захисна поверхня кріпиться на огородження тренажера, яке призначене для запобігання падінню людей, що тренуються, за межі тренажера. В разі кріплення захисної поверхні в задній частині тренажера, вона дозволяє пом'якшити удар у випадку падіння людини, що тренується; в разі кріплення на бічних частинах тренажера - запобігає потраплянню спорядження і частин тіла людини, що тренується, між елементами огородження; в разі розміщення на помості або на нерухомих ділянках тренажера запобігає ушкодженню оточуючих людей, що знаходяться біля тренажера. Переважно стрічковий транспортер виконаний з можливістю роботи в режимі реверса, що дозволяє забезпечувати різні режими проведення тренувань, особливо під час занять на бігових лижах. Для забезпечення роботи в режимі реверса встановлюють додатковий привод на нижній вал стрічкового транспортера, який здійснює реверсивний рух стрічки, що дозволяє усунути збирання бугрів і прослизання стрічки, які можуть відбуватися у випадку реверсної роботи приводу на верхньому валу стрічкового транспортера. Перелік графічних матеріалів. Фіг. 1 - загальний вид одного з варіантів реалізації лижного тренажера. Фіг. 2 - частковий вид першого варіанта реалізації опорного елемента. Фіг. 3 - частковий вид другого варіанта реалізації опорного елемента. Фіг. 4 - вид ззаду лижного тренажера в положенні «Підйом». Фіг. 5 - вид ззаду лижного тренажера в положенні «Нахил». Фіг. 6- вид ззаду лижного тренажера в положенні «Нахил і Підйом». На фіг. 1 представлений загальний вигляд першого варіанта реалізації лижного тренажера. Лижний тренажер містить стрічковий транспортер 1 у вигляді рами 2 зі стрічкою 3, валами 4 і 5, приводами 6 і 7, один із яких встановлений на пристрої 8 зміни просторового положення рами 2 транспортера 1. На фіг. 1 представлений опорний елемент 9, на який встановлений передній кінець рами 2 транспортера 1, що опирається на кульовий шарнір 10 (фіг. 2, фіг. 3). Пристрій 8 зміни просторового положення рами 2 транспортера 1 виконаний у вигляді двох маніпуляторів 11, зв'язаних за допомогою шарнірів 10 з кінцями рами 2 транспортера 1. Також на фіг. 1 представлений жорсткий настил 12, пульт керування 13 блока керування 14, встановлений на помості 15, нерухомі ділянки 16, які є частиною жорсткого настилу 12, огородження 17, стартова планка 18, рама 19 для кріплення засобів безпеки, наприклад, підвісу, що страхує датчики руху 20, захисна поверхня 21, накладки зниження тертя 22, подовжні балки 23, система зволоження 24 (нумерація зазначена у порядку згадування елементів під час опису фігури). На фіг. 2 представлений частковий вигляд першого варіанта реалізації опорного елемента 9, що виконаний у вигляді поперечної балки, встановленої під рамою 2 і валом 5, і опирається на шарнір 10. На фіг. 3 представлений частковий вигляд другого варіанта реалізації опорного елемента 9, що являє собою нижню основу кульового шарніра 10, який верхньою своєю основою впирається у жорсткий настил 12. На фіг. 4 представлений вид ззаду лижного тренажера в положенні «Підйом». Позиції на фігурі співпадають з позиціями на фіг. 1. На фіг. 5 представлений вид ззаду лижного тренажера в положенні «Нахил». Позиції на фігурі співпадають з позиціями на фіг. 1. На фіг. 6 представлений вид ззаду лижного тренажера в положенні «Нахил і підйом». Позиції на фігурі співпадають з позиціями на фіг. 1. Пристрій, що заявляється, працює в такий спосіб. Після введення оператором відповідних керуючих команд на пульті керування 13 блока керування 14, останній генерує і подає керуючий сигнал на один з приводів 6 або 7 стрічкового транспортера 1 і/або маніпулятори 11. Як привод використовуються електродвигуни, які через 3 UA 71549 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пасову передачу передають крутний момент на вал 4 або 5, що надає руху стрічці 3. В разі потреби здійснюють регулювання швидкості обертання стрічки 3, а також змінюють напрямок її обертання. Для зміни просторового положення рами 2 транспортера 1 призводять до дії маніпулятори 11, які в свою чергу здійснюють підйом і/або нахил рами 2 транспортера 1 відносно площини установки. В разі підйому маніпуляторів 11 відбувається підйом рами 2 транспортера 1 (фіг. 4). В разі підйому одного з маніпуляторів 11 здійснюється поперечний нахил тренажера у фронтальній площині (фіг. 5) вліво або вправо відповідно. Також можливий одночасний підйом у вертикальній площині і нахил у фронтальній площині (фіг. 6). Для імітації катання на гірських лижах і сноуборді людина, що тренується, стає обличчям до стартової планки 18 і може утримуватися за неї руками. Після введення оператором відповідних керуючих команд на пульті керування 13 блока керування 14, останній генерує і подає керуючий сигнал на привод 6 стрічкового транспортера 1 і/або маніпулятори 11. В якості приводу використовуються електродвигуни, що через пасову передачу передають крутний момент на вал 4, що надає стрічці 3 руху. Стрічка 3 рухається назустріч людині, що тренується. Збільшуючи тертя між лижами і стрічкою (кантами лиж або сноуборда), людина, що тренується, буде підніматися вгору схилом, а знижуючи - буде спускатися вниз під дією сили тяжіння. В цьому положенні, шляхом зміни напрямку кантів лиж або сноуборда, він може робити переміщення в поперечній площині рухомої стрічки 3 вліво - вправо, що і є предметом тренування. Змінюючи одночасно швидкість обертання стрічки 3, просторове положення рами 2 транспортера 1 у вертикальній і фронтальній площинах максимально наближають заняття на тренажері до реальних умов катання. Для імітації катання на бігових лижах людина, що тренується, стає спиною до передньої частини тренажера. Після введення оператором відповідних керуючих команд на пульті керування 13 блока керування 14, останній генерує і подає керуючий сигнал на привод 7 стрічкового транспортера 1 і/або маніпулятори 11, при цьому стрічковий транспортер 1 працює в режимі реверса. як привод використовуються електродвигуни, які через пасову передачу передають крутний момент на вал 5, що надає стрічці 3 руху. Стрічка 3 рухається в режимі реверса. Роблячи типові рухи для руху на бігових лижах людина, що тренується, може/буде залишатися на місці щодо ділянок 16, а стрічка 3 буде прослизати під ним. Для наближення до реальних умов катання можна змінювати кут поперечного нахилу рами 2 таким чином, щоб людина, що тренується, рухалася з більш-менш крутим ухилом під гору; змінювати кут подовжнього нахилу рами 2, щоб імітувати бічні нахили траси. Змінюючи одночасно швидкість обертання стрічки 3, просторове положення рами 2 транспортера 1 у вертикальній і фронтальній площинах, максимально наближають заняття на тренажері до реальних умов катання. Для забезпечення безпеки на огородженні 17 рами 2 транспортера 1 встановлені датчики руху 20, в випадку спрацьовування датчика відбувається зупинка руху стрічки 3. Для зменшення тертя між лижами і стрічкою 3 і максимального наближення коефіцієнта тертя між лижами і стрічкою 3 до коефіцієнта тертя між лижами і реальним снігом, можуть використовувати автоматичну систему зволоження 24 стрічки 3, що керується блоком керування 14, наприклад, розпилювання води або рідини іншого типу, або здійснювати зволоження вручну. Монтаж лижного тренажера здійснюється в такий спосіб. Здійснюється збирання несучої конструкції, що у даному випадку являє собою раму 2 і жорсткий настил 12, що закріплюється на рамі 2. На рамі 2 у верхній частині встановлюють привод 6 і вал 4, у нижній частині на несучій конструкції кріплять вал 5 і, в разі потреби, привод 7. В разі потреби, жорсткий настил 12 обладнують накладками 22, виконаними з можливістю зниження тертя між настилом 12 і стрічкою 3. Між валами 4 і 5 натягають стрічку 3. Далі передній кінець рами 2 тренажера обладнують опорним елементом 9, що опирається на кульовий шарнір 10, і монтують пристрій 8 зміни просторового положення рами 2 транспортера, виконаний у вигляді двох маніпуляторів 11, шарнірно зв'язаних із задніми кінцями рами 2 транспортера 1. Здійснюють попереднє регулювання пристрою 1. Далі тренажер обладнують блоком керування 14, системою автоматичного припинення руху стрічки 3 стрічкового транспортера 1, яка включає датчики руху 20, автоматичною системою зволоження 24 стрічки 3, активними і/або пасивними засобами безпеки. Після здійснення монтажних робіт здійснюють остаточне налагодження тренажера і його випробування, після чого тренажер запускають в експлуатацію. Таким чином, корисна модель, що заявляється, являє собою лижний тренажер, що за рахунок простоти конструкції, а також оптимального підбору конструктивних елементів і забезпечення ефективної взаємодії між ними забезпечує можливість максимального 4 UA 71549 U 5 наближення умов тренування до реальних умов катання на лижних трасах і гірськолижних спусках з використанням техніки занять біговими лижами, гірськими лижами і сноубордом з можливістю здійснення зміни просторового положення тренажера в цілому без необхідності синхронізації роботи його окремих елементів і без необхідності зупинення стрічки, що забезпечують зазначену зміну просторового положення, надійність конструкції, а також забезпечує високий рівень безпеки людей, що тренуються, і можливість встановлення тренажера в приміщеннях з дотриманням діючих норм будівництва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1. Лижний тренажер, що містить стрічковий транспортер у вигляді рами зі стрічкою, валами і щонайменше одним приводом, встановлений на пристроях зміни просторового положення рами транспортера, який відрізняється тим, що один кінець рами тренажера оснащений опорним елементом, що опирається на кульовий шарнір, а пристрої зміни просторового положення рами транспортера виконані у вигляді двох маніпуляторів, шарнірно зв'язаних з іншими кінцями рами транспортера. 2. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що містить маніпулятор, шарнірно зв'язаний рамою транспортера, розміщений у місці встановлення опорного елемента. 3. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що маніпулятор являє собою гідроциліндр двосторонньої дії. 4. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що маніпулятор являє собою привод із гвинтовою передачею. 5. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що маніпулятор являє собою привод із зубчастою передачею. 6. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що опорний елемент являє собою поперечну балку. 7. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що опорний елемент являє собою нижню основу кульового шарніра. 8. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що стрічковий транспортер оснащений жорстким настилом, розміщеним на рамі. 9. Лижний тренажер за п. 8, який відрізняється тим, що жорсткий настил виконаний у вигляді сендвіч-панелі, що містить верхній і нижній шари, між якими розміщені армуючі елементи. 10. Лижний тренажер за п. 8, який відрізняється тим, що жорсткий настил виконаний у вигляді гофрованого листа. 11. Лижний тренажер за п. 8, який відрізняється тим, що жорсткий настил оснащений накладками, виконаними з можливістю зниження тертя між настилом і стрічкою. 12. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що стрічковий транспортер оснащений системою автоматичного зволоження стрічки. 13. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що містить блок керування, який має програмно-апаратний комплекс, виконаний з можливістю керування роботою приводу стрічкового транспортера, маніпуляторів пристрою зміни просторового положення рами транспортера, системою автоматичного зволоження стрічки, а також з можливістю збору, збереження і надання статистичних даних. 14. Лижний тренажер за п. 13, який відрізняється тим, що блок керування оснащений пультом керування, виконаним з можливістю забезпечення інтерфейсу "блок керування - оператор". 15. Лижний тренажер за п. 13, який відрізняється тим, що блок керування оснащений системою автоматичного припинення руху стрічки стрічкового транспортера, що включає датчики руху. 16. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що оснащений активними і/або пасивними засобами безпеки. 17. Лижний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що стрічковий транспортер виконаний з можливістю роботи в режимі реверса. 5 UA 71549 U 6 UA 71549 U 7 UA 71549 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8