Эргометр-тренажер для водных видов спорта

 

С ЮЗ СОВЕТСКИХ

С ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

Г СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕ

1) 4813849/12

) 16.0490

) 30.1293 Ьбл. Мв 48-47

2) Арнис 8.P.

ЭРГОМЕТР-ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ВОДНЫХ

ДОВ СПОРТА

Сущность изобретения: тяги 43 с рукоятками атывают шкивы 10, кинема.ически связанные с рционным барабаном 19. Шкивы имеют винто(в) SU (и) 1839101 Al (51) 5 А63369 96 вую поверхность регулируемого профиля. Через тяги 48 возврата шкивы связаны с рамой 2. Инерционный барабан взаимодействует с фрикционной лентой 20 и связан с устройством для измерения работы спортсмена На барабане радиально установлены лопатки для создания азросолротивления и тарированные переставные грузы 49. Все три вида нагрузки способствуют воссозданию соревновательных условий. 2 зл.ф-лы, 4 ил.

J 1839161 4

Изобретение относится к спорту, s час- ства, движущегося вперед. При движении тности к устройствам для тестирования ра- вперед шкив передачи соединяется посредботоспособности спортсмена, может ством цепной передачи с маховиком. В реслужитьвкачествестендадля научныхисс- эультате маховик приобретает вращение, ледований в области физиологии, биохимии Б имитирующее движение устройства вперед, и биомеханики водных видов спорта, а так- Маховик вращается только в одном направив для тренировки спортсменов по гребле в пении. Посредством трособлочной системы условиях, приближенных к естественным. маховик соединен с тарированным грузом, Известен тренажер для учебно-трени- который производитпостоянноетормоэное ровочных занятий по гребле, содержащий "О усилие на маховик. раму с установленными на ней приспособ- Сравнение тензодинамограмм, поллениямидлявыполнениярабочихдвижений ученных в естественных условиях гребли с спортсмена с рукоятками, имитирующими рукоятки весла и на аргометре, показывает весла, связанными посредством тянущего большиеотличия с преобладанием силового приспособления с тормозным устройством, 1б компонента в начальной и конечной фазах имитирующим сопротивление водной сре- гребка. В вышеуказанномустройствеэтому ды (1), способствует шкив передачи, через который

Тренажер снабжен инерционным меха- проходит трос силовой передачи. В реальнизмом, состоящим из двух маховиков, свя- ных условиях гребли при входе весла в воду эанных посредством цепной передачи с 20 и выходе из воды на некоторое мгновение механизмом преобразования возвратно-по- уменьшается поверхность опоры, При меньступательного движения рукояток во враща- шей поверхности опоры сопротивление вотельное,атормозноеустройствовыполнено ды меньше, и соответственно силовой в виде рычага с тормозными колодками, вза- компонент мощности работы мышц уменьимодействующими с маховиками, причем 25 шается, а скоростной увеличивается. На иана концах рычагов смонтированы подвиж- вестном зргометре все происходит ные тарированные грузы. Тянущее приспо- наоборот, собление включает обойму, расположенную Вследствие того, что шкив передачи в цаправляющих„соединенную посредст- имеет винтовую поверхность с различными вом цепной передачи с тормозным ус рой- 3 смежнь|ми диаметрами резьбы, которые соством и взаимодействующую с рукоятками ответствуют определенным скоростям двипосредством двух тяг, жения устройства движущегося вперед, Недостатками известного устройства отрегулировать силовой компонент гребка явля ются следующие: не представляется возможным. не rlðeäcòdoëÿåòñâ возможным регули- 35 В некоторых тестах необходимо регулировать нагрузку по фазам гребка; ровать нагрузку в ходе выполнения упражотсутствие регулировки инертности; нений без остановки маховика, так сопротивление моделируется только за называемый "ступенчатый тест", что в извесчет сопротивления трения (тормозные ко- стном устройстве также не представляется лодки), при этом необходимо отметить, что чо возможным. в естественных условиях сопротивление Отсутствуют механизмы изменения дидавления (или формы) составляет ЗО;4 от намической структуры гребкаирегулироваобщего сопротивления. ния инертности, Таким образом, динамика структуры Такимобразом,тренировка наэтомтрегребка на вышеупомянутом устройстве и ди- 45 нажере может способствовать формированамика в естественных условиях не совпа- нию неправильных двигательных навыков, а дают. при тестировании спортсменов высокого

Наиболее близким lloтехническойсущ- класса может происходить отрицательное ности к заявленному устройству является воздействиенастереотипдвижений. Вследвыбранный в качестве прототипа измери- 5О ствие этого может ухудшиться спортивный тель энергии тренирующегося, имеющий результат, особенно при тестировании фрикционную передачу (2), содержащий ра- спортсменов в предсоревновательном и сому с сиденьем, упором для ног и с рукояткой, ревновательном периодах, Данные тестиро. соединенной с тросиком силовой передачи, вания могут быть необъективными. который при движениях рукоятки последо- 55 Таким образом, вышеуказанное извествательно заполняет резьбовые выточки ное устройство не всегда может быть исшкива передачи, Шкив передачи имеет.вин- пользовано при тестировании работоспотовую поверхность с различными смежными собности спортсменов и в качестве стенда диаметрамирезьбы,которыесоответствуют для научных исследований в области физиопределенным. скоростям движения устрой- ологии, биохимии и биомеханики водных ви1839101 ная оптимальная поза гребца. Устанавливаются приспособления для выполнения рабочих движений спортсмена с рукоятками, имитирующими весла.

Осуществляется наладка сопротивления в зависимости от вида водного спорта.

Сопротивление трения регулируется путем натяжения или расслабления подпружиненной ленты 20 посредством механизма натяжения ленты, включающего горизонтальную направляющую 30, на которой размещена наклонная направляющая 31 с возможйостью скольжения Ilo вышеуказанной под воздействием рукоятки 32 на винт

33 и взаимодействия наклонной направляющей 31.с роликом 34, установленным на оси 35, закрепленной на раме 37, смонтированной с возможностью взаимодействия ее с подпружиненной лентой 20. Механизм натяжения ленты настраивается в зависимости от вида тестов, в спринтерских тестах до работь1, в пробных тестах постепенно, s процессе работы, Сопротивление давления настраивается изменением площади лопаток 51 путем их перемещения в радиальном направлении относительно оси барабана 19 во внутренних пазах, выполненных в корпусе барабана.

Инертность настраивается путем регулирования веса тарироаанных грузов 49 и путем приближения или удаления их от оси инерционного барабана 19.

Оптимальную инертность можно определить путем сравнения продолжительности скольжения лодки и вращения инерционного барабана 19 после выполнения максимального гребка.

Проверяется совпадение биомеханической структуры сопротивления с реальными условиями гребли путем сравнения записи тензодинамограмм с рукоятки весла в реальных условиях гребли и на эргометре. При необходимости окончательная наладка биомеханической структуры гребка осуществляется с помощью шкива 10 передачи с различными смежными диаметрами резьбы, что позволяет изменять форму тенэодинамограммы в любой фазе гребка.

Исходное положение — гребец занимает позу, соответствующую виду гребли в реальных условиях, к веслу прикрепляет тяги 43 рабоче о хода.

Движением туловища назад и рук на себя совершает тянущие движения на себя и от себя. При движении на себя тяги 43 рабочего хода скользят по направляющим роликам 42 (фиг. 3), а на шкивах 10 передачи происходит последовательное раэматываwe тяги 43 рабочего хода и наматывание тяги 48 возврата, при этом шкивы 10 передачи приводят во вращение оси 9 со звездочками 12, которые посредством цепных передач 13 и звездочек 14 приводят во вращательное движение ось 15 с инерционным барабаном 19, подключенным к счетчику оборотов (не показан) и кинематически связанным посредством подпружиненной ленты 20 со шкалой 28, на которой отражается

10 сила сопротивления трения, При движении от себя на шкивах 10 передачи происходят последовательное заполнение резьбовой канавки тягой 43 рабочего хода и разматывание тяги 48 возврата, которая скользит по роликам 8 и 56, при этом благодаря наличию шестерней свободного вращения (не показаны), установленных совместно со звездочками 12, звездочки 12 не передают вращательное движение на цепные передачи 13, звездочки 14, ось 15 и инерционный барабан 19.

Движения повторяются с исходного положения.

Работу, совершаемую спортсменом, 20 счетчика оборотов и силы, устанавливаемой на шкале устройства для измерения работы спортсмена.

Это необходимо для тестирования рабо30 тоспособности спортсмена, для тренировки спортсменов по гребле в условиях, приближенных к естественным, а также для научных исследований в области физиологии, биохимии и биомеханики спорта, Для этих исследований используется сложная стационарная аппаратура (газоанализаторы, анализаторы крови, кардиографии и т.д.), которую невозможно использовать при выполнении реальных спортивных движений.

Для этой цели используются устройства, позволяющие выполнять спортивные движения в лабораторных условиях, при этом тело спортсмена должно оставаться на месте.

Важно эти лабораторные условия максимально приблизить к реальным соревновательным, в противном случае данные исследований могут быть необьективными, а также выполнение движений, отличающихся от реальных в предсоревнователь50 ном периоде, может отрицательно сказаться на спортивном результате.

B естественных условиях гребли гребковое усилие характеризуется определенной биомеханической структурой — распределением усилия и скорости по времени. Биомеханическая структура зависит от характера сопротивления, т,е. от соотношения различных видов сопротивления. При гребле со соревновательной скоростью (4-5 м/с) сопротивление трения составляет около 70, 25 можно рассчитать, исходя из показаний

1839101 в н и р с с

r с д с о д

Формула изобретения, ные резьбовые отверстия для размещения ,, I болтов, головки которых охвачены кожухом

1, ЭРГОМЕТР-ТРЕНАЖЕР дЛя ВОд- 50 в виде винтовой цилиндрической ленты, )Х ВИДОВ СПОРТА, содержащий уста- . тяги рукояток закреплены на одном конце вленные на раме инерционный барабан l канавок, а на другом - связанные с рамой агруэочным механизмом и связанные с T$lfM возврата, при этом нагрузочный мехам через шкивы с винтовой поверхностью t низм включает охватывающую барабан ременного диаметра и цепные передачи 55 I подпружиненную тормозную ленту и устабкиетягисимитирующими весла рукоят- новленные радиально и последовательно ми, отличающийся тем,,что, с целью при- 1 на боковой поверхности барабана тариро-! ижения условий тренировки к,, ванные переставные грузы и лопатки для ревновательным, в канавках винтовой,создания аэросопротивления. нервности шкивов выполнены рвдивпьН с ,. н и г к б с сопротивление давления (формы) — около

О от общего сопротивления. В каждом ебном цикле наблюдается колебание скоости перемещения лодки. Сопротивление ения при изменчивой скорости не меняет, в то же время сопротивление давления еняется пропорционально квадрату скорои. На биомеханическую структуру влияют кже инертность и изменение площади парной поверхности в каждой фазе гребка.

На предлагаемом эргометре представется возможность регулировать соотноения сопротивления трения и давления, а кже инертности благодаря наличию мехаизма торможения, включающего тормозную нту для регулирования сопротивления ения, лопатки для регулирования сопровления давления и тарированные грузы я регулирования инертности.

Благодаря наличию шкивов передачи редлагаемой конструкции можно изметь соотношение скоростного и силового мпонентов гребкового движения, т,е. меть форму зависимостей "сила-время " и корость-время", таким образом осущестть окончательную поправку несовпадеия биомеханической структуры по ичинам, не связанным с соотношением эличных аидов сопротивления и инертнои. Такой причиной может быть, например, еняющаяся площадь опорной поверхнои весла по фазам гребка, особенно при ебле на байдарке. При меньшей площади оры увеличивается скоростной и уменьается силовой компоненты мощности.

Э ргометр — тренажер представляет возжность изменять соотношения скороного и силового компонента в любой фазе ебка, отдельно регулировать инертность, противление трения и сопротивление вления.

Изменение соотношения скоростного и лового компонентов в любой фазе гребка уществляется посредством шкива перечи, выполненного с возможностью моделирования изменения площади опорной поверхности (глубины погружения весла), которая в цикле гребка меняется, особенно в гребле на байдарках. При площади опоры

5 меньше силовой больше скоростной компонент мощности работы мышц, и наоборот.

Инертность можно регулировать путем регулирования веса тарировнных грузов и

10 путем приближения или удаления их от оси инерционного барабана. Оптимальную инертность можно определить путем сравнивания продолжительности скольжения лодки и вращения инврционного барабана

15 после выполнения максимального гребка.

Сопротивление давления регулируется путем изменения площади лопаток или изменения скорости вращения инерционного барабана и заменой звездочек цепной лере20 дачи. Величину сопротивления давления можно определить, сравнивая записи тенэодинамограмм с лопатками и беэ них.

Сопротивление трения регулируется путем натяжения или расслабления подпру25 жиненной ленты посредством механизма натяжения ленты. Величина этого вида сопротивления регулируется в больших пределах, благодаря наличию пружины и измеряется в килограммах на специально

30 отградуированной шкале.

Таким образом, представляется возможность приблизить условия выполнения спортивных движений на эргометре-тренажере к реальным соревновательным и ис35 пользовать его для тестирования работоспособности спортсмена, для научных исследований в области физиологии, биохимии и биомеханики спорта, а также для тренировки спортсменов в условиях, 40 приближенных к естественным. (56) 1. Авторское свидетельство СССР йз 371950, кл. А 63 В 69/06, 1970.

2. Патент США N -4047715, кл. А 63 В

45 21/00, 1977.

Ф

2. Тренажер no n. I, отличающийся тем, . что имеет устройство для измерения работы, выполняемой спортсменом, связанное с подпружиненной тормозной лентой.

3. Тренажер по пп, 1 и 2, отличающийся тем, что устройство для измерения работы снабжено механизмом натяжения подпружиненной ленты, включающим го1839101 ризонтальную направляющую, на которой размещена наклонная направляющая с возможностью скольжения по укаэанной под воздействием рукоятки на винт и взаимодействия наклонной направляющей с роликом, установленным на оси, закрепленной на рамке, смонтированной с возможностью взаимодействия с подпружиненной лентой.

78 х5 gg у.у л? gp м +>4

Корректор С.Юско

Подписное нта тент", г. Ужгород, ув.Гагарина, 101