Тренажер-эргометр

 

Сущность изобретения: устройство содержит весло 4, шарнирно связанное с рамой 1 и гидроцилиндром 5 нагрузочного устройства, гидроцилиндр заполнен ферромагнитной жидкостью и содержит силопередающий шток 7, жестко связанный с поршнем, снабженным капилляром, охваченный последовательно расположенными маркерной, сигнальной и намагничивающей обмотками, связанными с электронной частью устройства. Тренажер задает начальное сопротивление для мышц спортсмена, обеспечивает измерение силы, развиваемой гребцом, мощности и выполненной работы. 3 ил.

Изобретение относится к спорту, а именно к устройствам для тренировки спортсменов, в частности гребцов.

Известно устройство для тренировки гребцов, содержащее установленные на раме подвижное сиденье, упор для ног, весла, шарнирно связанные с рамой и со штоками силовых пневматических цилиндров, каждый из которых имеет средство для изменения нагрузки, включающее заслонку и переменную по высоте направляющую (авт.св. СССР N 1036334, кл. А 63 В 69/06, 1981).

Недостатком известного устройства является невозможность количественного определения задаваемой спортсмену нагрузки.

Известен нагрузочный механизм устройства для тренировки гребцов, содержащий связанный с веслом гидроцилиндр, поршень, в котором имеется дроссельное отверстие и обратный клапан, полый шток, сообщающийся с атмосферой [1].

Недостатком известного нагрузочного механизма является невозможность количественного определения развиваемого спортсменом усилия в каждый момент времени и суммарной нагрузки за все время тренировки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности измерения силы, мощности и работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит связанный с веслом гидроцилиндр, заполненный ферромагнитной жидкостью, с поршнем и штоком, который имеет обратный клапан и капилляр, охваченный последовательно расположенными изолированными от поршня маркерной, сигнальной и намагничивающей обмотками, причем намагничивающая обмотка соединена с выходом резистивной матрицы, вход которой соединен с переключателем, соединенным также с выходом шифратора, выход которого соединен с первым входом устройства обработки, выход которого соединен с входом регистратора, а второй вход с выходом преобразователя, вход которого соединен с выходом RS-триггера, S-вход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, соединенного также с входом формирователя тока, выход которого соединен с маркерной обмоткой, сигнальная обмотка соединена с входом усилителя, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с R-входом RS-триггера.

Авторам не известны технические решения, содержащие признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства, нагрузочный элемент - в увеличенном масштабе; на фиг. 2 - нагрузочный элемент в разрезе; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема устройства измерения.

Тренажер-эргометр содержит раму 1 с закрепленным на ней сиденьем 2 и упором для ног 3, весло 4, шарнирно связанное с рамой 1 и гидроцилиндром 5 нагрузочного устройства. Гидроцилиндр 5 заполнен ферромагнитной жидкостью 6, содержит силопередающий шток 7, жестко связанный с поршнем 8, снабженным обратным клапаном 9 и капилляром 10, охваченным последовательно расположенными маркерной 11, сигнальной 12 и намагничивающей 13 обмотками. Электронная часть устройства содержит переключатель 14, резистивную матрицу 15, шифратор 16, генератор тактовых импульсоы 17, формирователь тока 18, RS-триггер 19, усилитель 20, одновибратор 21, преобразователь (длительности сигнала в код) 22, устройство обработки 23, регистратор 24.

Устройство работает следующим образом. Спортсмен садится на сиденье 2, закрепляет ноги в упорах 3, берется за весла 4 и начинает грести.

Начальное сопротивление для мышц гребца, соответствующее "легкой воде", "нормальной воде" или "тяжелой воде" задается переключателем 14. Напряжение от источника питания (не показан) через резистивную матрицу 15 поступает на намагничивающую обмотку 13 гидроцилиндра; в зависимости от тока, протекающего в обмотке 13, возникает магнитное поле, которое определяет вязкость ферромагнитной жидкости 6 согласно известному магнитореологическому эффекту. Одновременно импульс с переключателя 14 поступает на шифратор 16, с которого в виде кода силы поступает на устройство обработки 23. Маркерные импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 17 усиливаются формирователем тока 18 и поступают на маркерную обмотку 11. Одновременно синхроимпульс с генератора тактовых импульсов 17 запускает RS-триггер 19. При возбуждении маркерной обмотки 11 ферромагнитные частицы рабочей жидкости 6 приобретают ориентацию вдоль капилляра 10, образуя градиент напряженности магнитного поля, который перемещается вдоль капилляра 10 и возбуждает сигнальную обмотку 12, сигнал с которой поступает на усилитель 20, усиливается и передается на одновибратор 21, формирующий одиночный импульс, запирающий RS-триггер 19, с выхода триггера 19 сигнал поступает на вход преобразователя 22, с выхода которого в виде кода скорости поступает в устройство обработки 23. Устройство обработки 23 может быть реализовано, например, на основе микропроцессорных комплектов. С устройства обработки 23 на первый вход регистратора 24 поступает сигнал о мгновенном значении силы F, развиваемой гребцом (F пропорционально V), на второй вход регистратора поступает сигнал о мгновенном значении мощности N, развиваемой гребцом (N пропорциональна V²), на третий вход - сигнал о текущем значении совершенной работы А к моменту времени t (A V²dt).

Преобразователь длительности в код может быть реализован, например, на микросхемах серии К 56н1.

Предлагаемое устройство позволяет определить силу, развиваемую гребцом, мощность и выполненую работу, помимо этого повысить качество и эффективность тренировки гребцов.

Формула изобретения

ТРЕНАЖЕР-ЭРГОМЕТР, содержащий связанный с веслом гидроцилиндр, заполненный рабочей жидкостью, шток с поршнем, имеющим обратный клапан и капилляр, отличающийся тем, что в него введены маркерная, сигнальная и намагничивающая обмотки, резистивная матрица, переключатель, шифратор, блок вычисления силы, мощности и работы гребца, регистратор, преобразователь, RS-триггер, генератор тактовых импульсов, формирователь тока, усилитель, одновибратор, а в качестве рабочей использована ферромагнитная жидкость, капилляр охвачен последовательно расположенными изолированными от поршня маркерной, сигнальной и намагничивающей обмотками, причем намагничивающая обмотка соединена с выходом резистивной матрицы, вход которой соединен с переключателем, соединенным также с входом шифратора, выходы которого соединены с первыми входами блока вычисления, выходы которого соединены с входами регистратора, а вторые входы блока вычисления соединены с выходом преобразователя, вход которого соединен с выходом RS-триггера, S-вход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, соединенного также с входом формирователя тока, выход которого соединен с маркерной обмоткой, сигнальная обмотка соединена с входом усилителя, выход которого соединен с входом одновибратора, выходом соединенного с R-входом RS-триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3