Профілактично-оздоровчий портативний тренажер-самокат

Передбачуваний винахід належить до медицини і спорту, зокрема до пристроїв, які використовуються у якості засобів, для укріплення здоров'я людини завдяки забезпечення її оптимальною рухомою активністю, і для фізичного тренування. Відомо пристрій для створення рухомої активності людини і оцінки її фізичної працездатності, який має навантажуючий механізм з ножними педалями, регулятор навантаження та регістратор його, при цьому навантажуючий механізм включає гальмувальний диск, вміщений на вісі між пластинами, закріпленими на ногах пацієнта /авт.св. СРСР №1609470, А61В5/22. Бюл. №44, 1990/. Недолік цього пристрою у тому, що він може бути використаним тільки у лабораторних умовах, для дослідження фізіологічних процесів при фізичному напруженні при модульований ходьбі. В умовах же повсякденного життя його використовувати у сучасному життєвому середовищі і незручно і не раціонально. Відомий пристрій для тренування у плаванні, який має платформу для розміщення плавця, розміщену на рамі з колесами, переднє з яких шарнірно установлено у рамі, а задні - кінематично пов'язані через їх осі з храповим механізмом та з телескопічними ножними важелями і рукоятками /авт.св. СРСР №1395343, А63В69/10, Бюл. №16, 1988/. Недолік цього аналогу у тому, що, хоча він і має пристрій для переміщення людини на колесах, і дає можливість застосовувати фізичну силу її для створення руху з метою фізичного навантаження, але цей пристрій має дуже вузьку направленість - для плавання і це спіткає його обмеженість. В умовах міста чи села він для створення повсякденного фізичного навантаження непридатний. Відомий тренажер весляра "Турист", який має візок на колесах, сидіння на ньому, рухомий упор для ніг, зв'язаний гнучкою тягою з віссю задніх коліс і поворотним механізмом, і оснащений імітатором весел /авт.св. СРСР №1498521, А63В69/06, Бюл. №29, 1989/. Недолік цього тренажера у тому, що він теж має дуже вузьке призначення - тільки для веслування і, хоч і має раціональні засоби навантаження рук і ніг пацієнта, але по цій основній причині - вузькості призначення, він непридатний для поставленої мети. Є пристрій для тренування віндсерфінгістів, який має візок на колесах і установлене на ньому вітрило, при цьому візок має рульове керування і ножний привід задніх колес, та підпружинену педаль з зубчатим сектором, зв'язаним з зубчаткою задніх колес візка /авт.св. СРСР №1166801, А63В71/00, Бюл. №26, 1985/. Недолік цього аналогу має аналогічне значення для створення привичного повсякденного руху для людини - цей пристрій теж не може бути застосованим для поставленої у передбачуваному винаході мети, хоча основні елементи його конструкції близькі до запланованого. Найбільш близьким по технічній сутності є лікувально-профілактичний веломобіль, який має раму на трьох колесах, одно з яких ведуче, а два задніх опорно-поворотні, на рамі установлено сидіння зі спинкою, засіб підресорування, поворотний і педальний механізми. /п. України №26869, В62К13/02, А63В22/06. Бюл. №8, 1999/. Недолік прототипу у тому, що він, хоча і добре облаштований для комфортного розміщення пацієнта і удало направлений для використання рухів людини для пересування її у просторі, але він важкий і громіздкий, на ньому як на автомобілі можливо їхати, але поєднати їзду з ходьбою з можливістю перенески пацієнтом цього засобу, а тим більше брати його у сучасні людні види транспорту, ніяк неможливо, а це якраз і є метою сучасного громадянина міста і села, щоб досягти такої мобільності транспортного засобу, позбавитись від необхідності його паркування і, разом з тим, забезпечити собі повсякденну можливість зміцнення свого здоров'я за допомогою фізичних корисних навантажень, не змінюючи режиму навчання і праці. Особливо це актуально для молоді, але і ця проблема не вирішується ні застосуванням велосипедів, ні автомобілів, ні будь яких сучасних самокатів. В основу винаходу поставлена задача - з урахуванням всіх позитивних якостей прототипу - лікувальнопрофілактичного веломобіля і його недоліків, створити такий легкий портативний пристрій, який можливо було б застосувати і літнім людям і дітям для зміцнення здоров'я завдяки оптимальної фізичної рухливості у сучасних умовах життя і у селі і у місті, повсякденного доступу до роботи і школи при умові надійності збереження цього засобу його устойчивості до пошкоджень, зручності і безопасності використання. Це передбачувалось виконати завдяки більш адекватного моделювання привичного для людини руху - ходьби її фізичного навантаження на легкому пересувному візку, який можливо використовува ти для мети фізичного тренування і пересування поза межами руху важкого транспорту, брати його з собою у попутний транспорт і побутові приміщення, щоб уникнути паркування, проблема якого все більше угострюється у великих містах. Поставлена задача виконана тим, що у пристрої, який має раму на трьох колесах, одно з яких переднє ведуче, а два задніх опорно-поворотні, засіб підресорування, поворотний і педальний механізми, згідно пропонованому винаходу, пристрій виконано роз'ємним з можливістю вміщення у чохол, при цьому раму виконано у вигляді цільної оваловидної рамки, у передній частині якої влаштовано вилку з переднім колесом, а у задній частині засіб підресорування, виконаний із жорсткої гуми, у середині якої, у формуючому її циліндрі, вміщено вертикальний палець, закріплений на середньому торці Т-подібної вісі задніх колес, поворотний же механізм виконано у вигляді рульової колонки, яка має встановлену закріплену на вилці переднього колеса фіксуючу обійму тр убчасту стійку з шарнірно закріпленими зверху її важельними рукоятками, та закріплених на рамці п'я точних упорів, педалі ж педального механізма шарнірно закріплені на передній поперечині рамки, мають зверху фіксуючі ступню пружні надкладки, внутрішнє - бокові гальмуючі колодки, а також провушини, у отвори яких поміщені пальці, якими є торці вісі шарніру зубчати х рейок, підпружинених своїми зубами до зубів зубчаток, закріплених з обох боків переднього колеса, при цьому шарніри зубчатих рейок несуть на собі шарнірно зв'язані з важельними рукоятками рульової колонки зйомні пружні штанги з можливістю фіксації їх і зняття разом з трубчатою стійкою із фіксуючої обійми, до того ж пристрій доповнено вібростимулюючим приладом, який виконано на передньому колесі у вигляді охоплюючих його опорний диск двох ексцентростворюючих дисків з можливістю взаємного переміщення їх фіксації відносно опорного диска. Технічний і споживчий результат, досягнутий завдяки використанню всієї сукупності відрізняючих ознак пропонованого пристрою, полягає у тому, що вдалось створити повний варіант пристрою для профілактики і лікування засобами рухової активності фізичного тренування, і потреб пересування і для розваг у портативному варіанті, який можливо застосовувати на тротуарах і інших твердих покриттях, а після застосування розібрати на дві складові частини, вкласти у чохол і брати з собою при виході із дому. Ці якості якраз і створюють портативність тренажера-самоката, забезпечують його більш широкі можливості у застосуванні, не потребують парковки, облегчують збереження, дають можливість використання його людям різноманітного віку, фаху і положення. Суттєвість представленого портативного тренажера-самоката демонструється кресленням, де на фіг.1 показано загальний вигляд цього пристрою і засіб застосування його для тренування пацієнта при діях його ніг і рук; на фіг.2 - теж саме, при тренуванні ніг; на фіг.3 - теж саме, вигляд спереду; на фіг.4 - теж саме в ракурсі 1/3; на фіг.5 - цей тренажер у чохлі, вигляд збоку; на фіг.6 - теж саме, вигляд зверху; на фіг.7 - пристрій у аксонометрії, збільшено; на фіг.8 - теж саме, вигляд зверху; на фіг.9 - теж саме, вигляд спереду; на фіг.10 - задня опора самоката, вигляд зверху; на фі г.11 - храпова передача рухів пацієнта на переднє колесо, вигляд збоку, збільшено; на фіг.12 - теж саме, вигляд спереду, ліва сторона; на фіг.13 - засіб забезпечення ексцентричності переднього колеса, вигляд спереду, з порівнянням фіг.11; на фіг.14 - теж саме, при установці ексцентричності. Конкретно портативний тренажер-самокат має корпус у вигляді цільної оваловидної рамки 1, на якій спереду змонтовано переднє колесо 2 з храповою передачею /храповиком/ 3 і з рульовою колонкою 4 поворотного механізму, а позаду - задня опора у вигляді пари самоорієнтуючи х роликів-катків 5, а по бокам рамки 1 установлені ножні педалі 6 педального механізму. Рамка 1 виконана суцільною із легкого міцного матеріалу. До неї прикріплені стрижневидні поперечини: передня 7 для шарнірного прикріплення педалей 6, середня 8 і задня 9 для опори на них цих педалі у крайньому нижньому положенні. В середині задньої частини рамки 1 закріплено засіб підресорування у вигляді формуючого циліндра циліндричної чаші 10, заповненої жорсткою гумою 11 з середининим каналом, у який вміщено палець 12 задньої опори самоката. Цей палець вертикально закріплено на середньому торці Т-подібної вісі 13, на якій вільно за допомогою підшипників надіті опорні роліки-катки 5, покриті амортизаціонною гумою. Таким чином задню опору самоката забезпечено рухомими і амортизаціонними якостями і палець 12 в середині поперечної гуми забезпечує рухи і амортизацію рамки 1 радіально, у горизонтальній і вертикальній площині, а гумове покриття роліків-катків 5 дещо доповнює ці можливості і забезпечує безшумність руху. Переднє колесо 2 влаштовано на вісі 14, яка за допомогою підшипників вміщена у бокові отвори рамки 1 з можливістю обертів. На цій вісі посередині, на її гранчатій частині, насажено опорний диск 15 колеса 2, а на торцях вісі 14 закріплені зубчатки 16 з косими зубами, що складають його храпову передачу 3. Др уга частина храповика 3 - це зубчата рейка 17, шарніром 18 встановлена у проушині зйомної пружної штанги 19 рульової колонки 4. Вона має зверху виєм 20 для виходу її з защеплення зубчаткою 16. Нижня частина рейки 17 підпружинена пружиною 21. Ця пружина закріплена на вісі шарніру 18. Рульова колонка 4 встановлена і закріплена на обіймі 22, яка влаштована на рамці 1 за допомогою передньої вилки 23, розрахованої на установку храпових передач 3 з обох боків колеса 2. Рульова колонка 4, окрім обійми 22, має трубчату стійку 24 і поруч з нею дві штанги 19. Ці елементи вставлені у відповідні канали обійми 22 з можливістю знімання верхньої частини колонки і фіксації їх за допомогою затискуючого гвинта 25 /для стійки 24/. Кожна штанга 19 з'єднана шарніром 18 з відповідною зубчатою рейкою 17. В зоні канала обійми 22 вона складена із двох частин, з'єднаних між собою гвинтовою парою 26. Верхня частина рульової колонки 4 має шарнірно установлені важельні рукоятки 27, кожна у вигляді двуплечевого важеля, на якому шарнірно закріплено верхній торець штанги 19, для якої на кожній рукоятці виконано декілька отворів 28 для зміни довжини переднього або заднього плеча цього важеля. Таким чином, завдяки рукояток 27, пацієнт має можливість повертати напрямок руху самокату /через рамку 1 і самооринтуючі роліки-катки 5/, та забезпечувати рух самоката за допомогою штанги 19 і храпової передачі 3 завдяки обертам колеса 2, а також змінювати напрямок зусиль, які передаються від рук пацієнта на рукоятки 27. Оберти колеса 2 забезпечуються не тільки завдяки рухам рукояток 27 вгору або вниз, а, головним чином, завдяки впливу рухів ножних педалів 6. Кожна педаль - це пластина у вигляді підошви взуття з ребрами жорсткості, що забезпечує її легкість і міцність. Вона має передній шарнір 29 для шарнірного з'єднання педалі з передньою 7 поперечиною рамки 1, а для шарнірного з'єднання з зубчатою рейкою 17 до педалі прикріплено поперековий палець 30, який являється продовженням вісі шарніра 18. Для з'єднання педалі з цим пальцем вона має провушину 31. Отвір цієї провушини - продовжній /еліпсоподібний/ для того, щоб забезпечити з'єднання педалі з храповиком на всьому протязі її переміщення донизу /фіг.11/. На внутрішніх краях педалей в закріплені - фіксатори ступні: спереду - пружні накладки 32, під які нога вставляється збоку, фіксується доверху і піднімає педаль 6, а позаду – п’яточні упори 33 для фіксації переміщення ноги у боковому напрямку при забезпеченні поворотів пристрою. Для гальмування переднього колеса 2 на цих краях педалей, проти його обода з обох боків закріплені внутрішнє бокові гальмуючі колодки 34, якими стискується обод колеса 2 при зведенні п’ят пацієнта докупи. Для створення вібрації, яка, як відомо, посилює ефективність фізичного тренування, застосовано вібростимулюючий прилад, який дає цю можливість завдяки утворенню ексцентричності колеса 2. Для цього воно виконано роз'ємним - має опорний диск 15 і два бокові диски- ексцентричності 35. Диск 15 має радіальну прорізь 36, через яку проходить гранчаста частина вісі 14, і два отвори 37 для пропуска фіксуючого гвинта 38, для якого у одному диску 35 виконано вхідний отвір, а у протилежному - різьбовий отвір /фіг.13, 14 порівняно з фіг.11/. Для переноски пристрою застосовується чохол 39. Користуються портативним тренажером-самокатом для попутнього фізичного тренування при повсякденному переміщенні людини в умовах відповідного дорожнього покриття /тротуар, асфальт, бетон, а також укатана ґрунтова доріжка, тощо/. Пристрій складний, виконаний з можливістю переноски у чохлі, щоб об'єднувати можливість тренування на природі і пересування у пасажирському транспорті /фіг.5, 6, а також 1, 2, 3, 4/. Це зручно застосовувати, як при фізичному тренуванні, так і при ходьбі на роботу і у школу. Для фізичного тренування спочатку пристрій застосовується так, як показано на фіг.1, 3, тобто з установленою на ньому рульовою колонкою 4. Рухи виконуються і руками сумісно, або окремо. У першому випадку можливо виконувати поперемінні рухи кожною ногою і рукою, чи одноразові рухи - разом руками і ногами. Виконується дія "топтання на місці" - кожна нога згинається у суглобах, п'ятою піднімається разом з педаллю вгору, а потім на неї переноситься вага тіла і вона опускається вниз до опори педалі 6 на рамку 1, на її поперечини 8 і 9. При цьому вага тіла через педаль 6 передається на зубчату рейку 16, яка повертає зубчатку 16, а з нею і колесо 2, що дає рух пристрою вперед. Так передаються зусилля ніг. Рухи руками передаються на колесо 2 теж через зубчасті рейки 17, які з'єднані з рукоятками 27 через штанги 19. Ці штанги можливо переставлять їх кінцевими зачепами /загнутими кінцями/ у отвори 28, розташовані спереду, чи позаду стійки 27, і таким чином направляти активні зусилля вгору чи вниз, змінюючи їх величину /фіг.7/. Активні рухи руками і ногами можливо припинити і давати відпочинок їм при вільному інерційному русі, особливо на спусках. Для цього рух з упиняють тоді, коли зубчаті рейки 17 досягають крайнього нижнього положення, у якому зуби їх і зуби зубчатки 16 виходять із защеплення, у верхньому виємі 20, де ці елементи /16, 17/ мають можливість незалежних обертів /фіг.7, 11/. На другому етапі тренування, та застосування пристрою для пересування пацієнта в різних умовах місцевості його застосовують без рульової колонки 4. Для цього роз'єднують штанги 19 відгвинчуванням їх верхніх частин після відокремлення їх від рукояток 27 і виймають їх із каналів обійми 22 разом зі стійкою 24, яку заздалегідь звільняють гвинтом 25. Рухи ногами для пересування і тренування без рульової колонки 4 виконуються аналогічним чином. Але ці рухи ускладнюються, бо треба забезпечувати повертання, тобто зміну напрямків руху без допомоги рук. Якщо повороти при наявності колонки 4 виконувались взаємними діями рук і ніг - руками поверталися рукоятки 27, а через них - стійка 24, обійму 22 і колесо 2, а разом з цим ногами поверталась рамка 2 /при горизонтальних переміщеннях Т-подібної вісі з самоорієнтованими роліками-катками/, то без колонки 4 ці дії виконуються тільки ногами. Це відпрацьовується і виконується так, як у лижному та водному слаломі - завдяки повернення тулоба пацієнта і повернення через напружені м'язи ніг рамки 2 у бік повороту з деякими нахилом у цей бік рамки і пацієнта, що забезпечено її амортизаціонно-підресорними якостями /елементами 10, 11, 12 фіг.10/, а також завдяки пружним накладкам 32 та п'яточним упорам 33. Завертають напрямок руху пристрою, тобто виконують повороти, при горизонтальному положенні обох педалей 6. Так користуються пристроєм в умовах знятої рульової колонки 4. Знята рульова колонка залишається дома, або зберігається при пацієнті і у його чо хлі /фіг.5, 6/. Гальмування виконують при зупинці рухів і установці педалей 6 у вихідне положення - у горизонтальне розташування. Силу гальмування задають силою зведення п'яточних частин ступнів ніг до купи, при цьому гальмуючі колодки 34 зближаються між собою і стискують обід колеса 2, який міститься між ними. Нa обох етапах застосування пристрою можливе використання позитивних якостей вібрації, що може передаватися при переміщуванні пристрою на тіло і внутрішні органи пацієнта. Для включення вібрації у процес тренування заздалегідь необхідно установити ексцентричність переднього колеса 2. Для цього вигвинчують і виймають гвинт 38 із отворів, переміщують опорний диск 15 колеса 2 поміж дисками 35 так, щоб співпали їх отвори у ексцентричному взаємоположенні цих дисків, і знову фіксують їх гвинтом 38, пропускаючи його через другий отвір 37 диска 15 /фіг.13, 14/. Перевагою представленого портативного тренажера-самоката перед його прототипом є те, що його можливо застосовувати в умовах міста, використовуючи міський транспорт для далеких поїздок, зберігаючи пристрій у чохлі, а сам пристрій - для переміщування і тренування у тому разі, коли виникає для цього можливість стати на його педалі. При цьому пристрій дає можливість більш натурально імітувати процес ходьби і бігу людини, бо для цього застосовані і використані дві педалі і дві рукоятки, взаємозв'язані кінематично між собою. Процес тренування удосконалюється не тільки за рахунок більш адекватного пристосування пристрою до локомоторних рухів людини, а і за можливістю застосування вібрації, частоту і амплітуду якої пацієнт може сам собі задавати зміною швидкості рухів. Сподіваємось, що цей пристрій знайде широке посилення у людей різноманітного віку і фа ху для зміцнення здоров'я за рахунок фізичних тренувань на природі, а також при попутній треніровці в умовах віддалення місця праці і навчання від місця проживання. Особливо це буде в нагоді дітям дошкільного, і шкільного віку, і для відвідування школи, і для повсякденних розваг.