Імітатор ходьби космонавта

ІШЖ-В АбЗВ 23/095 ІМІТАТОР ХОДЬБИ КОСМОНАВТА Передбачуваний винахід відноситься до спорту і медицини, зокрема, до пристроїв, що забезпечують рухову активність у вигляді ходьби &ля профілактики і укріплення здоров"я в умовах космічних польотів. Відома доріжка, що біжить, містить в собі раму з приводом, з шківами і транспортерну стрічку на опбрній основі і засіб виміру кута нахилу стрічки і каретки, що контактує з кулачковим валом /див. авт, св. СРСР, №1395344, А63В 69/10,, Вюл.Н8,і988/, Недолік цієї доріжки і інших, подібних їй, полягає в тому, [до вони непридатні для установки і використання в космічних кораблях з за громіздкості, відсутності там гравітації і затраченого електроживлення, необхідного для їх приводів. Відомий велотренажер, що містить основу з кронштейном, що несе рухливе сидіння зі спинкою,засіб фіксації сидіння , ножний і ручний педальні механізми і кінематично звиязані з ними засобі створення навантаження з засобами вібрації /див. ав.св. СРСР №1694163, А 63 В 22/06, Бюл.№44, 1991/. Недолік його і подібних йому велотренажерів в тому, що всі вони хоч і менше громіздкі, але всаж непридатні для оснащення космічних кораблів з вищезазначених причин. Відомий пристрій для оцінки фізичної працездатності, що містить навантажувальний механізм з ножними педалями , регулятор навантаження і регістратор, при цьому педалі взаємно пов"язані з пластинами, закріпленими на гомілках ніг. /див.авт.св. №1609470, А 6ІВ5/22, Бюл.М4,1990/. Недолік цього пристрою в тому, що хоч він і міг бути примїненим #а умов відсутності гравітації і має портативний вигляд, але все ж потребує електроживлення для регістратора і тому теж непридатний для космонавтів. До того ж, навантаження задається тільки на ноги і немає ніяких засобів для підвищення її ефективності. Відомий біоелектричний стимулятор, що містить два електроди з різнополгасних металів - один з яких цинк, а другий - мідь, або їх заміни щоці, пов^язані між собою електрично - провідником і тілом пацієнта і що мають у ланцюзі електровимірювальну і регулюючу 2. апаратуру /див, кн. під ред. ЕД.Магарета, Биоэлектростимуляция и рефлексотерапия, Одесса, 1989, с.43,44/. Недолік цього стимулятора у тому, що потрібні спеціальні пристрої для закріплення електродів і вимірювальної апаратури, що незручно для користування в умовах космічних польотів і особливо у процесі фізичного тренування. Відома"Кардіоваскулярна тренувальна машина ", що містить засіб для переміщення і навантаження ніг, виконавчу вигляді рами і дврх спрямовуючих, що несуть рухливі каретки для розміщення стоп ніг і засіб для переміщення і навантаження рук, виконаний вигляді рукояток, закріплених на повзунах, встановлених з можливістю їх гальмування / див. п. США, №4529194, А 63В 69/18, 1985/. Недолік цієї машини в тому, що вона недостатньо повно моделює акт ходьби людини, не пристосовала для розвитку силових якостей м'язів рук, ніг, тулуба і не містить ніяких пристроїв для стимуляції рухової активності. Машина громіздка, конструктивно складна,, для установки на сучасних космічних кораблях неприйнятна. Найбільш близьким за 'технічною суттю і споживацькими якостями є тренажер для розвитку серцево-судинної системи космонавта, що містить горизонтально розташовану раму з двома спрямовуючими, що несуть каретки з платформами для ніг, і привід, що включає гнучку тягу, що охоплює опірний блок з роликами і рукоятки, при цьому він має поясний ремінь, зв"язаний з рамою з допомогою пружних тяг, що сполучаються через блоки з рукоятками, /див. авт.св. СРСР №1769906, А 6313 69/18, 23/04, Бюл. №39, 1992/. Недолік цього прототипу у тому, що він займає багато місця у кабіні корабля, потребує фіксації з його обшивкою, а отже, спеціальної ділянки площі для його розташування і тренування. До того ж, він не має ніяких засобів стимуляції, необхідних в умовах дефіциту часу і простору, а також мало сприяє розвитку якості сили, що необхідно космонавту постійно , бо необхідно виходити у космічний простір . Поставлена зада.ча вирішується тим, що у пристрої, що містить опйрний блок-засіб створення навантаження, з"єднаний з допомогою гнучкої тяги, що охоплює цей блок, згідно передбачуваному винаходу, засіб створення навантаження виконаному вигляді циліндра , що має кришку, всередині якого розташована підпружинениїї до нього через його опірний диск скрученим пластинчатий шток з фланцем, і забезпечений механізмом індикації навантаження і пристроєм біоелек-тростимуляції, а опірний блок цього засобу закріплений ззовні 3. циліндра на торці скрученого пластинчатого штока і виконаний у вигляді охопленого петлею гнучкою тягою ексцентрика, рукоятки ж виконані у вигляді розиємних петель з кінців гнучкої тяги, забезпечених пряжками з можливістю їх подовження і скорочення, при дьому механізм індикації навантаження виконаний у вигляді шкали, поділки якої нанесені на криш*ф циліндра по краю вирізу, всередині якого вміщено рухливий індекс , закріплений на встановленому між опірним диском і кришкою поворотному диску , що має соосний з їх отворами профільний виріз для вміщення скрученого пластинчастого штока, а пристрій біоелектростимуля^ії виконано у вигляді електродів з різнополюсних металів, що створюють гнучкі трубки рукояток, настромлені на роз нємні петлі гнучкої тяги, що мають у своєму складі: одна ~ цинк, а друга мідь або їх замінники і пов п язаш між собою електрично.. Технічний і споживацький результат, що досягається ЕІД використання сукупностей відрізняюча* ознак запропонованого пристрою, полягає в тому, що оа рахунок заі/тни засобу створення навантаження пружинним циліндром вдалося полегшити імітатор ходьби, зробити *ого портативним і набагато більше придатним для використання у кабінах сучасних космічних кораблів, а застосування вібро- і біоелектричної стимуляції у вигляді механізму вібрації та електродів з разнополюсних металів дало можливість підвищити ефективність тренування, прискорити Логбі створити для нЬЙ&більш зручні і сприятливі умови. Сутність запропонованого пояснюється кресленнями, де на фіг 1 подано загальний вигляд ,'^г^гс імітатора у роботі в космосі; па фіг.Z - те ж, у земних умовах; на фіг.З - деякі варіанти використання імімтатора схематично; на фіг.4 - загальний вигляд імітатора, вигляд спереду, у просвіті; на фіг.5 -те ж, вигляд збоку без пружини зі знятими амортизаторами ; на фіг.б - вузли фіксації і механізми індикації навантаження , вид спереду з розривом; на фіг.7 - те ж, вид збоку; на фіг.В -механізм індикації навантаження, вид зверху; на фіг.^ - захоплююча петля тягового шнура з його подовжувачем, схематично: вид спереду - А, вид збоку - б, на фіг.10 - пряжка тягового шура. Конкретно тмішатор ходьби містить пружинний навантажувач 4 У вигляді циліндра 2, всередині якого вміщена пружина З і пластинчатий згорнутий шток 4 з опірними елементами Ь -флянцем штока % і опірним диском, закріпленим у циліндрі 4. зверху. Всередині циліндра зверху над опірним диском вміщений механізм індекації навантаження - його поворотний диск 6 з індексом 7 і вирізом 8, виконаним у вигляді усікнення штоку 4. ЦиліндРперекритий кришкою 9, на якій виконано: для проходження штока - круглий отвір, з для переміщення індекса 7 - дуговидний виріз 10, поряд з яким нанесені поділки шкали II, регістрації величини навантаження /див.фіг,8/. На штоці 4 зверху виконана провушина 12, у якій на осі встановлено ексцентричний ролик ІЗ і фіксована спрямовуюча обойма 14, через яку пропущені вітки гнучкої тяги у вигляді тягового шнура 15, виконаного'з струмопровІД-ного матеріалу і и киї1' має на кінцях ним створені петлі 16, регульовані і фіксовані по довжині з допомогою кінцевих пряжок 17, що імітують рукоятки з подовжувачами тягового шнура 15. На захоплюючій частині1кожної петлі надіта розрізна трубка .18, одна з них виконана з матеріалу, що має у своєму складі цинк, э інша мідь. Обидрі трубки пов'язані між собою електрично через струмопровїдниії тяговій шнур 15 г біомеридіани тіла пацієнта, тобто, трубки на рукоятках представляють собою електроди, виконані з різнополюсних металів. На кожній з них є повздовжний боковий розріз 19 для пропуску шнура 15 при змінених його довжини. Знизу циліндра 2 прикріплені провушини 20 - одна для закріплення петлі 21, що виконана з нетягнуЧого міцного гнучкого ма теріалу і має гнучку передвижну, настромлену на неї опірну трубку 22, дві інших - для "приєднання пружних гумових джгутівамортизаторів 23, набір яких передасться імітатору з опірними трубками 24, крючками-захоплювачами 25. Користуються імітатором ходьби і в земних t в космічних умовах діяльності космонавта. Використовують для імітації акту ходьби, якого так не достає в умовах космічного польоту і на пружено-інтелектуальиого життя космонавта на землі , а також для доповнення рухової активності, дефіцит якої почуває тепер кожний і особливо , космонавт. Навантаження можна створювати на руки, ноги і тулуб, як показало у деяких варіантах на фіг.1,2,3. При цьому м"язова динамічно-статична робота здійснюється в умовах вібро і біо / електростимуляції,що як відомо, підвищує ефективність фізичного тренування при збереженні її оптимальної тривалості, поглиблює сприятливу лікувально-профілактичну дію на організм того, хто займається. 5. При навантаженні на руки імітатор петель 21 фіксується на одній або двох ногах, а петлі рукоятки 16 пацієнт бере в руки і поперемінно виконує ними різноманітні за напрямком і зусиллям рухи - одну рукоятку протягує, а іншу попускає, але при цьому шнур 15 знаходиться у натягнутому положенні, що відповідає заданому навантаженню, яку він контролює і витримує, виходячи з положення индекса 7 на шкалі 1І. Це здійснюється таким чином. При рухах з навантаженням опір створюється стисканням пружини 3, так як витягу-сться вгору шток 4, стискаючи її між дисками 5, нижній з яких рухо-ми/, а верхній укріплений у циліндрі і пропускає шток через сві/ круглий отвір. При русі штоку через виріз d, його поворотний диск б провертається і закріплений на ньому диск 7 переміщується від нульового положення шкали II по вирізу 10 до значення навантаження, що подається на елементи 16, 21,23. При навантаженні на нот користуються амортизаторами 23, хоча і при роботі руками м'язи ніг також діють , але переважно статичною роботою. Можна при цьому виконувати безліч навантажувальних діГл /див,фіг.1,2,3/, наприклад, виконувати педалювання, що широко використовується у велотерапії. Рукоятки 16 утримують руками, а ногами поперемінно, а можна і одночасно, виконують прямолінійні або коловидні рухи, приблизно те, що показано на фіг. І. При навантаженні одночасно на руки і на ноги , що характерно для ходьби, руками поперемінно перетягують шнур 15, а ногами перехресно по відношенню до рук розтягують амортизатори 23 - див.фіг.1,2, З, і теж установлюють, регулюють і контролюють навантаження по шкалі її, завжди повернутою до обличчя космонавта і миє поділки пофар-, бовані контрастно, а також іадекс ?. Па тулуб навантаження подається при виконанні різних поеднувальних рухів руками і ногами в умовах нахилів - уперед, назад, праворуч, ліворуч і різноманітних поворотів /див,фіг.З/. У всіх випадках через тіло пацієнта, через функціонуючі м'язові маси і інші структури тіла підсилюється потік електронів під дією зазначених разнополюсних металів - цинку / або його замінювачів/, і міді / або її замінювачів/, це х забезпечує стимуляцію процесів обміну і підсилює роботу м'язів. При цьому трубки IB можна міняти, а для стимулювання ніг утримують руками петлю 21, а на трубки IB рукояток 16 діють ногами /див.рис.З/. Бібродія і її стимуляція також протікають при всіх рухах і руками і ногами. Це здіГснюється за рахунок обертання ексцентричного ролика 6. ІЗ під дгсю протяжного шнура 15, що охоплює цей ролик петлею. В силу таких обертів ролика ІЗ віддаль між точками прикладення зусиль - рукоятками 16 і петлею 21 / або амортизаторами 23/, змінюється у залежності РІД зміни напрямку його ексцентричності. Зі зміною віддалі змінюється сила натягу пружини /3, що і відображається на зазначених елементах захвата і передається на тіло пацієнта через руки т ноги, так як протягування проходить Б умовах перемінної напруги м'язів. Амплітуду коливань і жорсткість вібрацій регулюють величиною прикладеного зусилля - навантаження, а частоту - швидкістю рухів. Таким чином, перевага запропонованого у порівнянні з прототипом полягає в тому, що імітація ходьби в умовах космічного нрйягвдг корабля для поповнення рухової активності, звичної і необхідної для людини вдалося забезпечити з допомогою більш простого пристрою,головною позитивною якістю якого о: - відсутність необхідності фіксації тренажера або космонавта ло обшивки корабля при тренувальній ходьбі 1 зменшення при цьому ро бочого об'єму, у зв'язку з чим, космонавт може включати у тренування елементи ходьби у будь-якому місці, у будь-якому відсіку корабля і навіть при виконанні деяких операцій спостереження безпосередньо на кого робочому місці; - виконувати не тільки ходьбу, але й інші навантажувальні ру хи руками і ногами, тулубом для підтримки і удосконалення таких фізич них якостей, як сила і витривалість, які завжди потрібні космонав ту, особливо при виході у космічний простір; - тренування виконувати в умовах втбростимуляції і біоелектростимуляції, що суттєво підвищує його ефективність, як засіб поповненпл рухової активності і укріплення здоров'я. Вважаємо, що плікатор ходьби потрібен но тільки космонавтам , але і" любителям фізкультури і спорту для всіх вікових груп, робітникам різної професіональної спрямованості, особливо особам, робота яких пов'язана з поїздками, відрядженнями, і іншим, які не мають можливість використовувати більш складну апаратуру , фіг &