Імітатор для гірськолижників і слаломістів кошутіна і.в

Реферат: UA 72443 U UA 72443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі спорту, зокрема до тренажерів навчання катання на гірських лижах, зокрема пристроїв для вправ і придбання навичок слаломного катання, а також до пристроїв для розваг. Відомий ряд способів навчання і тренування гірськолижників, сноубордистів і воднолижників поза реальних трас, а також пристроїв, за допомогою яких реалізовані такі способи. Так, відомий спосіб навчання і тренування слаломіста, реалізований пристроєм за патентом US 3524641 (А63В 69/18, 1970) і полягає в тому, що при імітації рухів у слаломних поворотах здійснюють переміщення стоп ніг слаломіста, що стоїть на опорній поверхні платформи, по черзі вліво-вправо, при цьому слаломіст утримує рівновагу за допомогою палиць, що спираються на підлогу або на підставу. Недоліком відомого способу є неадекватність рухів стоп ніг і корпусу слаломіста в умовах, що імітуються, в частині зміни напрямку руху лиж, обумовлена технічним рішенням пристрою з реалізацією тільки поступального руху несучого елемента з платформою. Відомі також способи навчання і тренування слаломістів, реалізовані пристроями, в яких платформа, що обертається, з опорною поверхнею для стоп ніг, лиж або сноуборда рухається плоскопаралельно вліво-вправо, прямолінійно (див. патент US 5078389, А63В 69/18, 1992) або по дузі на несучому елементі (див. US 3511499, А63В 69/18, 1965; FR 1486082, А63В 69/18, 1967), або по дузі на несучому елементі у вигляді консолі штанги-балки (NL 8702665, А63В 69/18, 1989; US 4 846463, А63В 69/18, 1989). При таких способах навчання і тренування стопи ніг з лижами мають можливість займати будь-яке положення, в якому осі лиж можуть бути спрямовані в будь-якому напрямку, а також є можливість імітувати зміни напрямку руху. Однак ці способи малоефективні для учнів, охочих виправити техніку катання, що не мають ще правильних навичок, не вміють правильно розташовувати стопи ніг (поздовжні осі лиж) в певній залежності, від положення ніг на траєкторії руху вліво-вправо. При таких способах через відсутність залежності повороту стоп ніг у площині ковзання від місця знаходження на траєкторії руху вліво-вправо вплив на слаломіста не відтворює реальну ситуацію і немає можливості багаторазово в точності повторювати вправи для вироблення правильних необхідних навичок. Найбільш близьким за технічною суттю до імітатора для гірськолижників і слаломістів, що патентується, є слаломний імітатор, що включає основну платформу і сполученими з нею з можливістю переміщення вліво-вправо і одночасного обертання за або проти годинникової стрілки платформи з лижними кріпленнями (патент RU 2276615 «Способ обучения и тренировки слаломиста и слаломный имитатор», А63В 69/18, 20.05.2006). Недоліком відомого слаломного імітатора є не повна імітація всіх рухів, які виконує лижник, а також відсутність імітації доцентрового прискорення. В результаті при навчанні та тренуванні слаломіста не створюються умови, що відповідають рухи слаломіста на реальній трасі слалому. В основу корисної моделі поставлена задача у відомому слаломному імітаторі шляхом установки додаткових платформ, кожна з яких імітує одне з положень або схилу, або лиж, або тіла лижника, забезпечити умови для повної імітації рухів слаломіста на реальній трасі слалому. Основна задача - поставити тіло новачка в правильне положення і дати його м'язам відчути і запам'ятати це положення настільки, наскільки це можна до того, як він потрапить на реальний схил. В імітаторі-тренажері напрямок схилу не повинен бути статичним, інакше виникнуть додаткові складнощі з підвіскою і самою конструкцією, тому в заявленій конструкції напрямок схилу постійно змінюється не тільки відносно тіла, адже тіло постійно повертається влівовправо, а й щодо основної несучої нижньої платформи 1, тобто стає динамічним. Задача імітатора-тренажера - це положення тіла, а не положення або напрям схилу, тому платформа виконана такою, що обертається. Нахили тіла імітуються поперечним переміщенням платформи вліво-право по дузі кола вздовж направляючих. Радіус та довжина дуги кола підбираються такими, щоб відповідати реальним умовам, до того ж можуть враховуватися особливі умови для різних категорій лижників: початківці - більш досвідчені або слалом - гігантський слалом, та ін. Поставлена задача вирішується тим, що в імітаторі для гірськолижників і слаломістів, що містить основну платформу і з'єднані з нею з можливістю переміщення вліво-вправо і одночасного обертання за або проти годинникової стрілки платформи з лижними кріпленнями, між основною платформою 1 і платформами 10 і 9 з лижними кріпленнями встановлені з можливістю обертання навколо своїх осей додаткові платформи, кожна з яких імітує одне з положень або схилу, або лиж, або тіла лижника, причому на останньому закріплена упряжка, з'єднана з динамічною підвіскою. Причому, зазначені суттєві ознаки мають такі конкретні конструктивні рішення: 1 UA 72443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1) конструкція і кріплення платформи 1 забезпечує рух, що імітує кутове переміщення тіла при поворотах; 2) конструкція і кріплення платформ 2 і 3 забезпечує рух, що імітує зміну напрямку схилу "" щодо тіла лижника; 3) кріплення платформ 2 і 3 забезпечує зміну кута їх нахилу, що імітує зміну кута лижного схилу "" щодо горизонту; 4) конструкція і кріплення платформи 4 забезпечує рух, що імітує зміну положення центрів лиж щодо напряму, перпендикулярному напрямку схилу; 5) на платформі 4 встановлені дві платформи для лівої 6 і правої 5 лиж, кріплення яких забезпечує рух, що імітує збільшення відстані між лижами при поворотах; 6) на платформах 6 і 5 встановлені платформи відповідно 8 і 7 з можливістю обертання навколо своїх осей, перпендикулярних площині платформ 6 i 5, що імітує обертання лиж (черевик) навколо вертикальних осей перпендикулярних схилу при поворотах; 7) на платформах 8 і 7 встановлені платформи 10 і 9, які можуть бути виконані у вигляді справжніх лиж, з можливістю обертання кожна навколо двох осей, паралельних площині лиж і співпадаючих з лівим і правим краєм лиж, що імітують нахил лиж при поворотах; 8) осі обертання платформ 2, 3 і 4 встановлені одна щодо іншої на певній відстані таким чином, що при тиску в ліву чи праву сторону при нахилі тіла лижника відбувається обертання відповідних платформ в потрібному напрямку і рух платформи 1 вздовж напрямних; 9) кожна платформа оснащена системою пружних елементів, які повертають платформи в нейтральне положення при знятті навантаження; 10) жорсткість пружних елементів підбирається таким чином, що при зростанні тиску з боку лижника платформи починають рухатися в певній послідовності: платформа з більшою силою опору обертається після того, як почала обертатися платформа з меншою силою опору; 11) платформи кріпляться одна на іншій за допомогою набору роликів або підшипникових пристроїв, наприклад, опорних підшипників різних діаметрів («Ледача Сьюзен»); 12) підвіска через блоки поєднана з противагами або пружинами, або гумою, або еластичним шнуром, або іншими пружними елементами, маса або жорсткість яких підбирається залежно від ваги лижника; 13) упряжка закріплюється на тілі лижника в області центру його ваги і приєднується до стелі або рами через блоки і пружні елементи. Вищеперераховані нові ознаки (додаткові платформи, що імітують положення схилу, лиж і тіла лижника, упряжка, поєднана з динамічною підвіскою) при взаємодії з відомими ознаками (основна платформа, платформи з лижними кріпленнями) забезпечують виявлення нових властивостей винаходу і отримання технічного результату корисної моделі - багаторазове повторення циклічних переміщень стоп ніг і тіла лижника в умовах, що імітують платформи конструкції корисної моделі. Пропонована конструкція імітатора дозволяє одержати споживчі властивості, пов'язані з технічним результатом, це дії на слаломіста, максимально подібні у своїй сукупності до тих, що виникають в реальних умовах проходження слаломної траси з отриманням відповідних навичок і відчуттів. На кресленнях наведені конструктивно-технологічні схеми, зображення вузлів і механізмів, які ілюструють пристрій і роботу імітатора для гірськолижників і слаломістів, де зображено на: фіг. 1 - імітатор для гірськолижників і слаломістів, вид ззаду; фіг. 2 - імітатор для гірськолижників і слаломістів, вид зверху; фіг. 3 - імітатор для гірськолижників і слаломістів, вид збоку; фіг. 4 - імітатор для гірськолижників і слаломістів, вид збоку з нахилом платформи 3; фіг. 5 - схема платформи 2, що обертається, і платформи 3, що нахиляється; фіг. 6 - схема обертання платформ 2, 3 і 4 вліво при правому повороті; фіг. 7 - схема обертання платформ 2, 3 і 4 вправо при лівому повороті; фіг. 8 - платформи 6, 8, 10 і 5, 7, 9 в нейтральному положенні з лижними кріпленнями; фіг. 9 - схема розсування платформ 6 і 5, що імітує збільшення відстані «J» між лижами при поворотах, вид зверху; фіг. 10 - схема розсування платформ 6 і 5, що імітує збільшення відстані «J» між лижами при поворотах, вид ззаду; фіг. 11 - схема нахилу платформ 10 і 9, що імітує нахил лиж (кантування) при повороті вправо; фіг. 12 - схема нахилу платформ 10 і 9, що імітує нахил лиж (кантування) при повороті вліво; фіг. 13 - схема механізму, синхронізуючого кут повороту лиж в нейтральному положенні; фіг. 14 - схема механізму, синхронізуючого кут повороту лиж при правому повороті; фіг. 15 - схема механізму, синхронізуючого кут повороту лиж при лівому повороті; 2 UA 72443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фіг. 16 - упряжка; фіг. 17 - схема кріплення підвіски до упряжки і стелі або рами; фіг. 18 - схема кріплення упряжки на тілі лижника; фіг. 19 - загальний вид лижника в упряжці з підвіскою і пружиною як пружний елемент; фіг. 20 - загальний вид лижника в упряжці з підвіскою і гумовим шнуром як пружним елементом. Імітатор для гірськолижників і слаломістів складається з декількох платформ, що обертаються навколо своїх осей, знаходяться одна на іншій і імітують відповідні рухи: 1. Поперечний рух основної платформи 1, на якій знаходяться всі інші платформи 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 - (фіг. 1) вздовж дуги кола по напрямних 11 (вліво-вправо) - імітує кутовий рух тіла при поворотах (фіг. 2). 2. Обертова платформа 2 знаходиться на основній платформі 1 і кріпиться до неї за допомогою підшипникового пристрою 12, наприклад, опорної осі з набором роликів або опорного підшипника типу «Lazy Susan». Обертання платформи 2, що стоїть на платформі 1, навколо вертикальної осі імітує зміну напрямку схилу «» щодо тіла лижника (фіг. 3). 3. Платформа 3 кріпиться до платформи 2 за допомогою шарнірів так, що може змінювати кут нахилу «» щодо платформи 2 - імітує кут лижного схилу відносно горизонту (фіг. 4, 5). При початку та завершенні тренування платформа 3 повинна перебувати у вихідному горизонтальному положенні, тому що при похилому положенні буде важко вставати і закріплювати черевики без якихось додаткових пристосувань або упорів. Кут нахилу «» може зміняться за допомогою спеціального механізму, наприклад, з електроприводом і дистанційним пультом (дротовим або бездротовим). 4. Платформа 4 знаходиться на платформі 3, що нахиляється, і кріпиться до неї за допомогою підшипникового пристрою 12, наприклад, опорного підшипника типу «Lazy Susan». Обертання платформи 4 щодо платформи 3 на кут «» навколо осі, перпендикулярної 3 - імітує зміну положення центрів лиж (лижних кріплень, черевиків) щодо направлення перпендикулярному напрямку схилу. Кут «» дорівнює куту між прямою «а-а», що проходить через центри лиж, і прямий «b-b», перпендикулярної напрямку схилу «», що імітується нахилом платформи 2. Він змінюється під час руху, а саме при поворотах: в нейтральному положенні ліва і права лижі знаходяться одна навпроти іншої по відношенню до напрямку схилу (фіг. 2). При лівому повороті (фіг. 6) ліва нога (лижа) йде трохи вперед по відношенню до правої по напрямку схилу і, навпаки - при правому повороті (фіг. 7). 5. На платформі 3 знаходяться дві платформи 6 і 7 для лівої і правої лиж, які рухаються поступально поперечно за допомогою підшипникового пристрою 13 і імітують збільшення відстані «J» між центрами лиж при поворотах (фіг. 8, 9, 10). 6. На платформах 6 і 7 знаходяться платформи відповідно 8 і 7, які кріпляться за допомогою підшипникового пристрою 14, наприклад, опорного підшипника типу «Lazy Susan» меншого діаметра. Платформи 8 і 7 обертаються навколо своїх осей, перпендикулярних площині платформ 6 і 7, і імітують обертання лиж або черевик навколо вертикальних осей перпендикулярних схилу при поворотах. 7. На платформах 8 і 7 знаходяться платформи 10 і 9, які можуть бути виконані у вигляді лиж і обертаються кожна навколо двох осей, паралельних площині лиж і співпадаючих з лівим і правим краєм лиж, за допомогою шарнірів - імітують лижі і їх нахил при поворотах (кантування) - (фіг. 11, 12). 8. На платформах 10 і 9 знаходяться лижні кріплення 15. Осі обертання платформ 2, 3 і 4 не збігаються (фіг. 3), а зсунуті одна щодо іншої на певні відстані Н і І таким чином, що при тиску в ліву чи праву сторону при нахилі тіла лижника відбувається рух платформи 1 вздовж напрямних 11 і обертання відповідних платформ в потрібному напрямку. Кожна платформа має систему пружинних механізмів, які повертають платформи в нейтральне положення при знятті навантаження (тиску). Сила опору пружинних механізмів підбирається таким чином, що при зростанні тиску з боку лижника платформи починають рухатися в певній послідовності, тобто платформа з більшою силою опору рухається (обертається) після того, як почала рухатися (обертатися) платформа з меншою силою опору. Новачки можуть використовувати механізм, що синхронізує кут повороту лиж навколо вертикальної осі, так, що вони залишаються завжди паралельними одна іншій навіть при збільшенні відстані між ними (фіг. 13, 14, 15). Він складається з поздовжньої штанги 16, розташованої по центру між лижами і паралельно їм. Задній кінець штанги 16 шарнірно з'єднаний з лівою лижею за допомогою поперечної штанги 17, а передній - з правою за допомогою поперечної штанги 18. Вісь обертання 19 штанги 16, що проходить через її центр і перпендикулярна платформі 4, закріплена на платформі 4 так, що може поступально рухатися 3 UA 72443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вліво і вправо уздовж вертикальної площини, що проходить через центри лиж. При повороті лиж без розсування вісь 19 залишається нерухомою, а при розсуванні лиж на відстань «J» вісь переміщається на відстань «K», тим самим дозволяючи утримувати лижі паралельними одна іншій при поворотах і розсуванні (фіг. 14, 15). Найважчим для початківця гірськолижника є подолання психологічного бар'єра, який утримує тіло від більш сильного нахилу вперед, але який і дозволяє зробити більш різкий і крутий поворот і пройти по дузі меншого радіусу. При русі по дугах в такому похилому положенні тіло утримує відцентрова сила і доцентрове прискорення. Тобто в спокої, стоячи на землі, при такому нахилі тіло триматися не може і, природно, падає. Інструктори (як і в зазначених вище аналогах), як правило, використовують палиці або інші пристосування, на які вони впираються, намагаючись показати правильне положення тіла і зімітувати його нахил, але все одно без руху це погано виходить. Положення тіла з упором на палиці нагадує, але все-таки далеко від реального. Після статичної демонстрації за допомогою палиць чи іншого упору інструктор зазвичай переходить до динамічної демонстрації, тобто в у русі. Як правило, ця частина інструктажу найважча і тривала і для інструктора, і для учня. Перш, ніж людина почне засвоювати правильну техніку спуску, проходить досить довго часу, який може вимірюватися годинами, днями, тижнями, і що залежить від рівня фізичної підготовки, настрою, бажання, погоди, завантаженості схилу, досвіду інструктора і багатьох інших факторів. Інструктор повинен недільки показати правильну техніку спуску, але й простежити за тим, як проїхав його учень, проаналізувати, вказати на помилки, дати рекомендації. Він не може зупинити лижника в якийсь момент часу і на ходу скоректувати помічені помилки. Цей процес включає в себе численні повторення, підйоми і спуски, а часто падіння і травми, які можуть перервати процес навчання на довгий час, а то і взагалі відбити бажання продовжувати тренування. Також важливим фактором є висока вартість таких уроків. Треба зазначити, що при спуску лижник, як правило, не користується палицями. Вони потрібні йому тільки при русі по плоскій поверхні, або при підйомі в гору. Тобто всі упори для рук в будь-якому симуляторі або тренажері тільки віддаляють від реальної ситуації. Неможливо зімітувати відцентрову силу у пристрої без реального руху. Основна задача пристрою це зімітувати рухи і положення тіла, роботи певних груп м'язів і положення тіла при спуску. Щоб руки були вільні, так само як при реальному спусканні, в імітаторі використана упряжка 20 (фіг. 16) з механізмом підвіски (фіг. 17). Підвіска повинна бути динамічною, тобто вона повинна бути завжди в натяг. Тіло рухається, змінює своє положення, а значить, змінюється відстань між точкою кріплення до тіла і, наприклад, точкою кріплення до стелі (або до рами). Вертикальна амплітуда невелика, але вона є, і провисання бути не повинно. Тому підвіска через блок 21 з'єднується з пружинами 22 або гумовим шнуром 23, або іншими пружними елементами, або противагами. Упряжка 20 має одягатися так, щоб не заважати рухам гірськолижника, а кріплення 24 повинні бути в області центру ваги, причому трохи позаду, в області стегон, ближче до сідниць (фіг. 18, 19, 20). При цьому підвіска не буде заважати, розташовуючись ззаду тіла. У цьому відмінність від усіх відомих підвісок (в альпіністів, монтажників-висотників та ін.), які виконані таким чином, що при падінні тіло повинно зависнути у вертикальному положенні, тобто кріплення має бути вище центру ваги тіла. Точки кріплення кожної пари підвіски до стелі (або до рами) знаходяться на відстані одна від іншої «L», приблизно рівній амплітуді руху тіла лижника по горизонталі. Цю відстань можна регулювати/змінювати в залежності від росту, ваги, а також від рівня підготовки лижника, наскільки він агресивно катається, адже різні люди будуть нахилятися по-різному і рухатися вліво-вправо з різними амплітудами. Така схема кріплення дозволяє досягти три мети. Поперше, можна використовувати пружні елементи з меншою жорсткістю і більшою еластичністю. Тобто за допомогою блока навантаження на пружний елемент зменшується. Він може розтягуватися в два рази більше, ніж амплітуда руху тіла лижника, при цьому сила натягу змінюється незначно, можна припустити, що залишається постійною. По-друге, при переміщенні тіла вліво-вправо напрямок зусилля натягу теж майже не змінюється. По-третє, при переміщенні тіла вліво-вправо блоки, а значить точки кріплення до упряжки, залишаються приблизно на одному рівні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Імітатор для гірськолижників і слаломістів, що містить основну платформу і з'єднані з нею з можливістю переміщення вліво-вправо і одночасного обертання за або проти годинникової 4 UA 72443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 стрілки платформи з лижними кріпленнями, який відрізняється тим, що між основною платформою (1) і платформами (10) і (9) з лижними кріпленнями встановлені з можливістю обертання навколо своїх осей додаткові платформи, кожна з яких імітує одне з положень або схилу, або лиж, або тіла лижника, причому на останньому закріплена упряжка, з'єднана з динамічною підвіскою. 2. Імітатор за п. 1, який відрізняється тим, що конструкція і кріплення платформи (1) виконана з можливістю забезпечення руху, що імітує кутове переміщення тіла при поворотах. 3. Імітатор за п. 1, який відрізняється тим, що конструкція і кріплення платформ (2) і (3) виконана з можливістю забезпечення руху, що імітує зміну напрямку схилу "" щодо тіла лижника. 4. Імітатор за пп. 1 і 3, який відрізняється тим, що кріплення платформ (2) і (3) виконано з можливістю забезпечення зміни кута їх нахилу, що імітує зміну кута лижного схилу "" щодо горизонту. 5. Імітатор за п. 1, який відрізняється тим, що конструкція і кріплення платформи (4) виконана з можливістю забезпечення руху, що імітує зміну положення центрів лиж щодо напряму, перпендикулярному напрямку схилу. 6. Імітатор за пп. 1 і 5, який відрізняється тим, що на платформі (4) встановлені дві платформи для лівої (6) і правої (5) лиж, кріплення яких виконані з можливістю забезпечення руху, що імітує збільшення відстані між лижами при поворотах. 7. Імітатор за пп. 1, 5 і 6, який відрізняється тим, що на платформах (6) і (5) встановлені платформи відповідно (8) і (7) з можливістю обертання навколо своїх осей, перпендикулярних площині платформ (6) і (5), що імітує обертання лиж (черевик) навколо вертикальних осей, перпендикулярних схилу при поворотах. 8. Імітатор за пп. 1, 5, 6 і 7, який відрізняється тим, що на платформах (8) і (7) встановлені платформи (10) і (9), які можуть бути виконані у вигляді справжніх лиж, з можливістю обертання кожна навколо двох осей, паралельних площині лиж і співпадаючих з лівим і правим краєм лиж, що імітують нахил лиж при поворотах. 9. Імітатор за пп. 1, 2, 3 і 5, який відрізняється тим, що осі обертання платформ (2), (3) і (4) встановлені одна щодо іншої на певній відстані таким чином, що при тиску в ліву чи праву сторону при нахилі тіла лижника відбувається обертання відповідних платформ в потрібному напрямку і рух платформи (1) вздовж напрямних. 10. Імітатор за п. 1, який відрізняється тим, що кожна платформа оснащена системою пружних елементів, які повертають платформи в нейтральне положення при знятті навантаження. 11. Імітатор за пп. 1 і 10, який відрізняється тим, що жорсткість пружних елементів підбирається таким чином, що при зростанні тиску з боку лижника платформи починають рухатися в певній послідовності: платформа з більшою силою опору обертається після того, як почала обертатися платформа з меншою силою опору. 12. Імітатор за п. 1, який відрізняється тим, що платформи кріпляться одна на іншій за допомогою набору роликів або підшипникових пристроїв, наприклад, опорних підшипників різних діаметрів ("Ледача Сьюзен"). 13. Імітатор за п. 1, який відрізняється тим, що підвіска через блоки з'єднана з противагами або пружинами, або гумою, або еластичним шнуром, або іншими пружними елементами, маса або жорсткість яких підбирається залежно від ваги лижника. 14. Імітатор за пп. 1 і 13, який відрізняється тим, що упряжка закріплюється на тілі лижника в області центру його ваги і приєднується до стелі або рами через блоки і пружні елементи. 5 UA 72443 U 6 UA 72443 U 7 UA 72443 U 8 UA 72443 U 9 UA 72443 U 10 UA 72443 U 11 UA 72443 U 12 UA 72443 U 13 UA 72443 U Комп’ютерна верстка M. Мацело 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 14