Устройство для координационно-силовой тренировки

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Дубовский Владимир Андреевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Устройство для координационно-силовой тренировки, содержащее преобразователь механических перемещений в электрические сигналы, включающий опору и подпружиненный относительно нее элемент с рукояткой, задатчик усилий в виде компьютерной программы, и последовательно связанные блок обработки сигналов, компьютер и индикатор, отличающееся тем, что опора и подпружиненный элемент выполнены в виде рам,причем рукоятка крепится внутри подпружиненной рамы, которая расположена внутри опорной рамы и связана с ней по меньшей мере тремя симметрично расположенными пружинами, а преобразователь механических перемещений в электрические сигналы дополнительно содержит четыре датчика перемещений, которые расположены попарно диаметрально противоположно друг другу на взаимно перпендикулярных осях рам, а их выходы связаны с входами блока обработки сигналов. 28992006.08.30 2. Устройство для координационно-силовой тренировки по п. 1, отличающееся тем,что каждый датчик перемещений включает в себя источник света и фотоприемник, причем источники света установлены на подпружиненной раме, а фотоприемники - на опорной раме.(56) 1. Юшкевич Т.П. и др. Тренажеры в спорте. - М., 1989. - С. 75. 2.2060744, МПК 63 25 11/00, 1996. Предлагаемое техническое решение относится к области медицины, в частности к психофизиологии, и может быть использовано при подготовке операторов сложных технических систем. Известно устройство для развития силы мышц рук, содержащее основание, на котором с помощью кронштейнов закреплена винтовая пружина с рукояткой 1. Это устройство позволяет человеку осуществлять силовые движения рукой в различных направлениях. Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет количественно и качественно оценить действия человека в ходе упражнения. Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для координационно-силовой тренировки, содержащее преобразователь механических перемещений в электрические сигналы, включающий опору и подпружиненную относительно нее подвижную конструкцию с рукоятками, задатчик усилий в виде компьютерной программы, два джойстика и последовательно связанные блок обработки сигналов, компьютер и индикатор, причем подвижная конструкция связана гибкими тяжами с джойстиками, выходы которых соединены со входами блока обработки сигналов, содержащего два аналого-цифровых преобразователя 2. Это устройство позволяет тренировать координационно-силовую подготовку группы человек. Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет избирательноцеленаправленно тренировать различные группы мышц рук. Задачей технического решения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения избирательно-целенаправленной тренировки различных групп мышц рук. Решение задачи достигается тем, что в известном устройстве для координационносиловой тренировки, содержащем преобразователь механических перемещений в электрические сигналы, включающий опору и подпружиненный относительно нее элемент с рукояткой, задатчик усилий в виде компьютерной программы, и последовательно связанные блок обработки сигналов, компьютер и индикатор, согласно предлагаемому техническому решению, опора и подпружиненный элемент выполнены в виде рам, причем рукоятка крепится внутри подпружиненной рамы, которая расположена внутри опорной рамы и связана с ней по меньшей мере тремя симметрично расположенными пружинами,а преобразователь механических перемещений в электрические сигналы дополнительно содержит четыре датчика перемещений, которые расположены попарно диаметрально противоположно друг другу на взаимно перпендикулярных осях рам, а их выходы связаны с входами блока обработки сигналов. Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 - устройство для координационно-силовой тренировки. На фиг. 2 - блок обработки сигналов. Устройство для координационно-силовой тренировки содержит опорную и подпружиненную рамы 1 и 2 соответственно, связанные друг с другом пружинами 3, причем рама 1 жестко связана с основанием 4, рукоятку 5, жестко связанную с рамой 2, первый,2 28992006.08.30 второй, третий и четвертый датчики перемещений, состоящие соответственно из источников 6, 8, 10, 12 света и фотоэлементов 7, 9, 11, 13, блок 14 обработки сигналов, компьютер 15 и индикатор 16 (экран монитора). Блок 14 обработки сигналов (фиг. 2), входы которого связаны с фотоэлементами 7, 9,11, 13, а выходы - со входами компьютера 15, содержит десять вычитающих устройств 1726, четыре суммирующих устройства 27-30 и шесть аналого-цифровых преобразователей 31, причем входы восьми вычитающих устройств 17-24 связаны с соответствующими входами блока 14, выходы первого и второго вычитающих устройств 17 и 19 связаны с соответствующими входами первого суммирующего устройства 27, выходы третьего и четвертого вычитающих устройств 18 и 20 связаны соответственно с первыми и вторыми входами второго суммирующего устройства 28 и девятого вычитающего устройства 25,выходы пятого и шестого вычитающих устройств 22 и 24 связаны с соответствующими входами третьего суммирующего устройства 30, выходы седьмого и восьмого вычитающих устройств 21 и 23 связаны соответственно с первыми и вторыми входами четвертого суммирующего устройства 29 и десятого вычитающего устройства 26, выходы суммирующих устройств 27-30 и вычитающих устройств 25, 26 подключены к входам соответствующих аналого-цифровых преобразователей 31, выходы которых связаны с выходами блока 14. Пружины 3 могут быть выполнены в виде винтовых пружин. Фотоэлементы 7, 9, 11, 13 представляют собой двухкоординатные позиционночувствительные приемники света, например фотодиоды с чувствительной поверхностью,разделенной на четыре равных сектора. Центры фотоэлементов 7, 9 и 11, 13 расположены соответственно на осяхи . Источники 6, 8, 10, 12 света формируют на фотоэлементах 7, 9, 11, 13 одинаковые световые пятна 32 (фиг. 2). Устройство для координационно-силовой тренировки работает следующим образом. В исходном состоянии перед началом работы рама 2 находится в нейтральном положении относительно рамы 1 при этом центры световых пятен 32 от источников 6, 8, 10,12 света соответственно совпадают с центрами фотоэлементов 7, 9, 11, 13, вследствие чего на выходах блока 14 сигналы равны нулю. На экран монитора выводятся те или иные параметры (траектория, усилия, скорость и т.д.) задаваемого компьютерной программой движения руки. При выполнении заданного упражнения человек перемещает рукоятку 5 с рамой 2 относительно рамы 1, что приводит к соответствующим смещениям световых пятен 32 на фотоэлементах 7, 9, 11, 13 и появлению сигналов на выходах блока 14. Сигналы, соответствующие смещениям рукоятки 5 и приложенным к ней усилиям, поступают в компьютер 15 и в том или ином виде выводятся на экран 16. Это дает визуальную обратную связь и позволяет человеку контролировать свои движения и усилия при выполнении упражнений. Если на рукоятку 5 действует составляющая силы , то световые пятна 32 на фотоэлементах 7 и 9 (фиг. 2) смещаются вдоль осив направлении ее действия, что приводит к появлению на выходе устройства 27 сигнала рассогласования, по которому можно судить о величине и направлении силы . Действие на рукоятку 5 силивызывает появление сигналов соответственно на выходах устройств 29 и 25. При действии на рукоятку 5 момента Мх световые пятна 32 на фотоэлементах 7 и 9 смещаются вдоль осив противоположных направлениях, что ведет к появлению сигнала рассогласования на выходе устройства 28, по которому можно судить о величине и направлении момента Мх. Аналогичным образом формируется сигналы на выходах устройств 30 и 26 при действии на рукоятку 5 моментовисоответственно. 3 28992006.08.30 Таким образом, данное устройство позволяет усилия, приложенные к рукоятке, и ее смещения в прямоугольной системе координат разделить на составляющие и преобразовать в изображения на индикаторе, что дает визуальную обратную связь и позволяет человеку контролировать свои движения и усилия при выполнении упражнений. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4