МПК  А 63 В 22/04, А63В 23/04

Многофунциональный  эллиптический  тренажер.

        Изобретение относится к области спорта и медицины, а именно к тренировочным устройствам, в частности к кардиотренажерам.

Эллиптический тренажер  сочетает в себе свойства велотренажёра и беговой дорожки, позволяет крутить ступени вперед и назад по траектории эллипса, а не круга, за счёт чего идёт снижение нагрузки на коленные суставы: нагрузка переносится на мышцы ног, бёдер, ягодиц, включая спину, грудь, руки и плечи – эллиптические тренажёры тренируют все группы мышц, и в этом их главное преимущество. Эллиптические тренажёры позволяют эффективно сбросить лишний вес, улучшить общий тонус организма, укрепить дыхательную и сердечно-сосудистую системы.

Известен эллиптический тренажер, содержащий раму, установленный на раме привод, выполненный в виде сдвоенного шарнирного четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма, соединенного с ведущим звеном, опоры для рук, выполненные в виде рычагов, являющихся продолжением коромысел, установленных с возможностью поворота независимого друг от друга на оси, смонтированной на раме,  подвижные ступени, расположенные на шатунах с возможностью скольжения по ним посредством штанг, соединенных с кривошипами, маховик, кинематически соединенный с ведущим звеном, при этом кривошипы и ведущее звено закреплены на валу, установленном на раме, другие концы кривошипов смещены относительно друг друга на 180°, ось вращения коромысел установлена с возможностью ее перемещения (ЕР 1666102).

Наличие перемещающихся вдоль шатунов ступеней для увеличения амплитуды шага, дополнительных штанг и звеньев с кривошипами предопределяет значительную длину шатунов, что делает тренажер громоздким и металлоемким и ограничивает его использование, при этом тренажер дает основную нагрузку только на передние и задние мышцы ног.

Известны  также эллиптические тренажеры, например,  US №№ 8062188, 7985165,  7918766, 7909740, 7618350, 5242343.

     В частности, эллиптический тренажер содержит подвижные ступени, двигающиеся по замкнутой кривой. Тренажер содержит кривошипный механизм, установленный на основании и связывающий шатуны, на которых закреплены ступени.   Противоположные кривошипному механизму концы шатунов снабжены роликами и возвратно – поступательно двигаются по горизонтальным или наклонным направляющим  или концы шатунов подвешены и  совершают  качательное движение по дуге, радиусом которой является длина подвеса, при вращении кривошипного механизма.  Ступени при этом движутся по замкнутой кривой, приближенной к эллипсу.  Тренажер имитирует   движение ногами, похожее на движение при занятиях на беговой дорожке и велотренажере одновременно.   Стопы пользователя, занимающегося на этом тренажере  расположены параллельно плоскости замкнутой кривой,  по которой движутся  ступени.  Тренажер имитирует прямохождение и создает эффективную нагрузку на передние и задние мышцы ног, но практически не нагружает внутренние и внешние мышцы ног, которые могут быть нагружены при ходьбе или беге боком и еще лучше при ходьбе или беге приставными шагами. Ступени тренажера  расположены продольно и имеют размеры, необходимые для удобной постановки стопы продольно тренажеру.  Длина ступеней с запасом превышает длину стопы взрослого пользователя, а поперечный размер с запасом превышает ширину стопы взрослого пользователя (US 5242343). 

Подвижные ступени известных эллиптических тренажеров, используемых в настоящее время,  имеют длину  в пределах 35-45 см и ширину 15-20 см.  Минимальная длина стопы взрослой женщины   примерно равна 21-22 см, что соответствует 35 размеру обуви по европейской размерной линейке. То есть даже миниатюрная женщина с минимальным размером стопы, не может удобно и безопасно поставить стопы поперек ступени тренажера и выполнить упражнение ходьбу боком, нагружающее внутренние и внешние мышцы ног. Ступени эллиптического тренажера движутся в противофазе, а траектории движения ступеней идентичны и симметричны относительно условной вертикальной продольной плоскости, расположенной продольно посредине тренажера. Эта траектория имитирует прямохождение, не очень подходит для ходьбы боком и совсем не подходит для приставного шага,  так как  в этом случае ноги пользователя движутся с перехлестом на полную длину шага.

Обусловленными этим недостатками известных тренажеров является ограниченность функциональных возможностей в связи с невозможностью установки стоп пользователя поперечно траектории перемещения ступеней и целенаправленного нагружения внутренних и внешних мышц ног, которые не участвуют в прямохождении вперед (назад). Технической задачей изобретения является создание эффективного многофункционального тренажера.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в том, что функциональные возможности тренажера обеспечивают обычную постановку  стоп пользователя  для прямохождения вперед (назад) по траектории эллипса, и постановку  стоп пользователя поперек   ступеней  для  имитации ходьбы боком и  выполнения приставного шага. Это позволяет на одном и том же тренажере задействовать новые группы мышц, в частности, обеспечить эффективное нагружение внутренних и внешних мышц ног, которые практически не участвуют в движении вперед (назад).

На чертеже фиг.1 изображен переднеприводной  многофункциональный  эллиптический тренажер (вид сбоку) с жестко закрепленными ступенями увеличенного размера,  на фиг.2 – вид сверху по фиг.1,  на фиг.3 - переднеприводной многофункциональный эллиптический тренажер (вид сбоку) с шарнирно закрепленными ступенями обычного размера, на фиг.4 – вид сверху по фиг.3, на фиг.5 - вид сверху по фиг.3 с четырьмя возможными положениями ступеней, на фиг.6 - вид сверху по фиг.3 с раздвинутыми ступенями, на фиг.7 - вид сверху по фиг.3 со  сдвинутыми ступенями, на фиг.8 – разрез А-А по фиг.4.

Многофункциональный эллиптический тренажер на фиг.1-7 содержит подвижные ступени 8, кинематически связанные, например, рычагами 7 с шатунами 6 кривошипного механизма 5  для  перемещения по замкнутой плавной траектории, и выполненные с возможностью  размещения стоп  пользователя параллельно и поперечно траектории движения каждой ступени  8.  Ступени 8 на фиг.1,2 имеют увеличенный размер, поперечный траектории движения, позволяющий разместить стопы пользователя поперек траектории движения. При этом переднеприводной  эллиптический  тренажер по фиг.1,2 содержит корпус 4, в котором установлен кривошипный механизм 5, шарнирно связанный с шатунами 6, концы которых  снабжены роликами 10,  возвратно-поступательно двигающимися по направляющим 9. 

На стержнях шатунов 6 шарнирно установлены рычаги 7,   на которых закреплены ступени 8, имеющие увеличенную ширину, позволяющую пользователю (пользователь изображен на фиг.1,3  пунктирной линией) поставить стопу поперек ступени, и увеличенную длину, превышающую длину шага  тренажера  относительно каждой стопы. Благодаря увеличенной длине ступеней пользователь может разнести стопы и совершать движение стопами по не совпадающим траекториям, имитирующее  приставной шаг с выносом стопы. Несовпадающие траектории движения стоп показаны пунктирными линиями на фигурах 1-2  и обозначены буквами Х для левой стопы и У для правой стопы.  Рычаги 7 шарнирно связаны  с  качающимися рычагами - рукоятками 3, установленными на стойке 2.  Для поддержки пользователя  во время выполнения упражнений ходьба боком или приставной шаг тренажер снабжен неподвижными рукоятками 1.   Показано, что пользователь выполняет упражнение приставной шаг с выносом стопы.  Очевидно, что при такой конструкции ступеней 8 пользователь также сможет выполнить, в зависимости от постановки стоп, обычные эллиптические упражнения на прямохождение, ходьбу с выпадом на ту или иную ногу и ходьбу боком с перехлестом.

Ступени 8 на фиг.3-8 выполнены  поворотными, с возможностью фиксации как параллельно, так и поперечно траектории движения. Поворотные ступени 8 на фиг. 3-8 выполнены перемещаемыми вдоль рычагов 7,  на расстояние, превышающее длину шага тренажера.  Поворотные ступени 8 установлены каждая с помощью фиксируемого шарового шарнира 12 и каретки 11. Тренажер снабжен двумя неподвижными рукоятками 1, установленными по обе стороны от пользователя. Тренажер снабжен двумя качающимися рукоятками 3, установленными с одной стороны от пользователя. Кривошипный  механизм может быть снабжен маховиком (не изображен). Шатуны 6 снабжены неподвижными направляющими 9 и роликами 10 для перемещения вдоль этих направляющих 9. Ступени 8 предпочтительно выполнены нескользящими (с фрикционным покрытием). Тренажер  по фиг.3-7 содержит рычаги 7, которые имеют прямые направляющие участки, длина  которых превышает шаг тренажера на ширину двух ступеней 8 с обеспечением достаточного зазора между ними (шаг тренажера показан пунктирными линиями).  На этих прямых направляющих участках рычагов 7, установлены с возможностью перемещения  и закрепления в нужном (удобном для пользователя) месте каретки  11, на которых посредством фиксируемого  шарнира 12 установлены ступени 8. Тело шарнира 12 прикреплено к ступени 8 и может поворачиваться и фиксироваться  в обойме шарнира 12, размещенной в каретке 11. Фиксируемый шарнир 12 может быть выполнен цилиндрическим или шаровым. При выполнении шарнира 12 шаровым, помимо поворота ступеней 8 можно будет также регулировать наклон ступеней 8.  На фиг.5 изображены  четыре основных положения: a,b,c,d, в которых могут быть зафиксированы ступени 8 относительно кареток 11 для выполнения различных упражнений.

Изобретение может быть реализовано на эллиптическом тренажере, как с задним, так и с передним приводом, как с подвесными шатунами 6, так и оканчивающимися роликами 10, двигающимися по направляющим 9. Эллиптический тренажер с передним приводом, снабженный шатунами 6, оканчивающимися роликами 10, двигающимися по направляющим 9,  является подходящим для реализации изобретения с наименьшими изменениями  в конструкции по сравнению с прототипом. Поэтому, для  иллюстрации изобретения на чертежах фиг.1-7, изображен  переднеприводной эллиптический тренажер.

Эллиптический тренажер эксплуатируется следующим образом.

Пользователь встает на ступени 8 и воздействуя на них ногами передает движение на рычаги  7 и, через последние, на шатуны 6. Кривошипный механизм формирует траекторию перемещения ступеней 6 по форме близкую к эллипсу, лежащему в вертикальной плоскости.

Для имитации прямого шага вдоль траектории пользователь располагает стопы на ступенях 8 продольно и держится руками за рукоятки 3.

Для имитации ходьбы боком и/или  выполнения приставного шага, а также ходьбы с выпадом на одну из ног  пользователь располагает стопы на ступенях 8 поперечно и держится руками за рукоятки 1. Положение тела пользователя при этом изображено на фиг.1,3 пунктиром.

Длина стопы взрослого мужчины достигает 33 сантиметров, что соответствует  50 размеру обуви по европейской размерной линейке.  Ширина стопы пользователя примерно  равна 0,3-0,4 длины стопы и достигает  10-12 см. Пользователь  при выполнении ходьбы боком совершает перехлест ног примерно  на 30-40% от длины шага, а при выполнении приставного шага, приставляет стопу к стопе. Для приставного шага траектории  движения   ступеней 8 разнесены по длине тренажера и не совпадают на длину шага тренажера плюс ширина двух ступеней 8 с достаточным зазором между ступенями 8.  Кроме этого, ступени 8 эллиптического тренажера разнесены на ширину подходящую для правильной постановки стоп при прямохождении, примерно 25-30 см,  а при выполнении приставного шага стопы пользователя движутся в одной плоскости.  Таким образом, для того чтобы на эллиптическом тренажере  удобно и безопасно выполнить упражнение, имитирующее ходьбу боком или приставной шаг, и получить эффективную нагрузку  на внешние и внутренние мышцы ног,  в конструкции тренажера   реализуются следующие особенности:

- ступени 8 по фиг.1,2 имеют размер, поперечный плоскости движения, достаточный для того, чтобы пользователь мог поставить стопу поперек плоскости движения ступени 8. 

- траектории движения ступеней 8  разнесены (не пересекаются)  по длине тренажера на длину шага тренажера  плюс ширина двух ступеней 8 с зазором между ними.

- ступени 8 расположены таким образом, чтобы пользователь мог встать на ступени 8 поперек тренажера и поставить стопы параллельно,  в одной плоскости.

    Расширение возможностей эллиптического тренажера достигается  за счет создания более широкого диапазона нагрузок на мышцы ног, в частности, добавления  функций ходьба боком и приставной шаг для нагружения   внутренних и внешних мышц ног.

Согласно исполнению фиг.1,2 эллиптический тренажер оснащен  ступенями 8, поперечный размер которых превышает длину стопы взрослого пользователя, а длина ступеней 8 превышает длину шага тренажера.  На таком  тренажере можно будет выполнять, кроме обычного прямохождения, ходьбу с выпадом на одну из ног,  ходьбу боком и имитировать приставной шаг, но с выносом одной стопы вперед. Показано, что пользователь выполняет упражнение приставной шаг с выносом стопы.  Очевидно, что при такой конструкции ступеней 8 пользователь также сможет выполнить, в зависимости от постановки стоп, обычные эллиптические упражнения на прямохождение, ходьбу с выпадом на ту или иную ногу и ходьбу боком с перехлестом.

Согласно исполнению фиг.3-8, эллиптический тренажер оснащен ступенями 8, установленными  каждый на шарнире 12  с возможностью поворота и смещения по длине тренажера  в разные стороны. В таком исполнении на тренажере можно будет выполнять кроме обычного прямохождения, ходьбу с выпадом на одну из ног,  ходьбу боком, имитировать приставной шаг.

Рычаги 7 имеют прямые направляющие участки, длина  которых превышает шаг тренажера на ширину двух ступеней 8 с обеспечением достаточного зазора между ними (шаг тренажера показан пунктирными линиями).  Тело шарнира 12 с ступенью 8 и может поворачиваться и фиксироваться  в обойме шарнира 12, размещенной в каретке 11. При выполнении шарнира 12 шаровым, помимо поворота ступеней 8 можно также регулировать наклон ступеней 8.  На фиг.5 изображены  четыре основных положения: a,b,c,d, в которых могут быть зафиксированы ступени 8 относительно кареток 11 для выполнения различных упражнений. Положения а-b:  пользователь может выполнить прямохождение по эллиптической траектории с минимальным - a и увеличенным - b  расстоянием между ступенями 8. При раздвижении и закреплении кареток 11 по противоположным концам прямых направляющих участков рычагов 7 пользователь может выполнить ходьбу с выпадом на левую или правую ногу в зависимости  от того, левая или правая каретка 11 будет закреплена впереди.  Положение с: пользователь может выполнить упражнение, имитирующее приставной шаг с параллельной постановкой стоп в одной плоскости, фиг. 3-4.       Положение d: пользователь может выполнить боковой шаг с перехлестом стоп.  При этом пользователь может сделать минимальный вынос стопы, показано минимальное расстояние h  между стопами на  фигуре 6, а также может увеличить вынос стопы, показано увеличенное расстояние h  между стопами на  фиг.7 и таким образом получить разнообразную нагрузку.

В результате использования изобретения  обеспечивается возможность  имитации ходьбы боком и/или  выполнения приставного шага, а также ходьбы с выпадом на одну из ног. Это позволяет на одном и том же тренажере задействовать новые группы мышц, в частности, обеспечить эффективное нагружение внутренних и внешних мышц ног.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула изобретения

1.  Многофункциональный эллиптический тренажер, содержащий подвижные ступени, кинематически связанные с кривошипным механизмом для  перемещения по замкнутой плавной траектории, и выполненные с возможностью  размещения стоп  пользователя параллельно и поперечно траектории движения каждой ступени.

2.  Тренажер по пункту 1, отличающийся тем, что  ступени имеют увеличенный размер, поперечный траектории движения, позволяющий разместить стопы пользователя поперек траектории движения

3.  Тренажер по пункту 1, отличающийся тем, что ступени выполнены поворотными, с возможностью фиксации как параллельно, так и поперечно траектории движения ступеней.

4.  Тренажер по пункту 2, отличающийся тем, что длина ступеней выполнена  превышающей  шаг тренажера.

5.  Тренажер по пункту 3, отличающийся тем, что поворотные ступени выполнены перемещаемыми вдоль рычагов,  на расстояние, превышающее длину шага тренажера.

6.   Тренажер по пункту 3., отличающийся тем, что поворотные ступени установлены каждая с помощью фиксируемого шарового шарнира.

 

 

 

Реферат

Тренажер по фиг.1,2 содержит корпус 4, в котором установлен кривошипный механизм 5, шарнирно связанный с шатунами 6, концы которых  снабжены роликами 10,  возвратно-поступательно двигающимися по направляющим 9.  На стержнях шатунов 6 шарнирно установлены рычаги 7,   на которых закреплены ступени 8, имеющие увеличенную ширину, позволяющую пользователю поставить стопу поперек ступени, и увеличенную длину, превышающую длину шага  тренажера, позволяющую пользователю совершать движение, имитирующее  приставной шаг с выносом стопы.  Рычаги 7 шарнирно связаны с  качающимися рычагами - рукоятками 3, установленными на стойке 2.  Тренажер  по фиг.3-7 содержит рычаги 7, которые имеют прямые направляющие участки, длина  которых превышает шаг тренажера на ширину двух ступеней с обеспечением достаточного зазора между ними.  На этих участках рычагов 7, установлены с возможностью перемещения  и закрепления каретки  11, на которых посредством фиксируемого  шарнира 12 установлены ступени 8. Тело шарнира 12 прикреплено к ступени 8 и может поворачиваться и фиксироваться  в обойме шарнира 12, размещенной в каретке 11. При выполнении шарнира 12 шаровым, помимо поворота ступеней 8 можно будет также регулировать наклон ступеней 8.  Функциональные возможности тренажера обеспечивают как  движение ступеней вперед и назад по траектории эллипса, так и движение ступеней в поперечном траектории направлении. Тем самым обеспечивается возможность  имитации ходьбы боком и/или  выполнения приставного шага, а также ходьбы с выпадом на одну из ног. Это позволяет на одном и том же тренажере задействовать новые группы мышц, в частности, обеспечить эффективное нагружение внутренних и внешних мышц ног.т
Яндекс.Метрика