RU2645663C1 - Simulator for development of muscles of upper limbs - Google Patents

Simulator for development of muscles of upper limbs Download PDF

Info

Publication number
RU2645663C1
RU2645663C1 RU2017113335A RU2017113335A RU2645663C1 RU 2645663 C1 RU2645663 C1 RU 2645663C1 RU 2017113335 A RU2017113335 A RU 2017113335A RU 2017113335 A RU2017113335 A RU 2017113335A RU 2645663 C1 RU2645663 C1 RU 2645663C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
simulator
working fluid
distribution channel
lever
Prior art date
Application number
RU2017113335A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рустем Наилевич Мушарапов
Светлана Васильевна Смирнова
Идгай Хасанович Мингазетдинов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority to RU2017113335A priority Critical patent/RU2645663C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2645663C1 publication Critical patent/RU2645663C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles

Abstract

FIELD: sport.
SUBSTANCE: invention relates to sport training devices. Simulator contains two cylinders of bilateral action, filled with working fluid, the rods of which are rigidly connected to each other by a slider and with reciprocating pistons moving back and forth by means of a lever equipped with a replaceable handle. Also in the hydraulic system is introduced a crane valve, a connecting pump and a tank with capacities of the hydraulic distribution channel with the formation of feedback for the redistribution of the working fluid.
EFFECT: technical result, to which the invention is aimed, is the increase in the efficiency of the simulator.
3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к спортивным устройствам, в частности к тренажерам для развития мышц кистевого сустава и мышц предплечья, и предназначено для физического развития и спортивных тренировок при занятиях армрестлингом и другими силовыми видами спорта, а также в лечебно-реабилитационных целях в физиотерапии и кинезитерапии пациентами, страдающими заболеваниями опорно-двигательной системы, нуждающимися в дозированных нагрузках в период восстановления после полученных травм и операций.The invention relates to sports devices, in particular to simulators for the development of the muscles of the wrist joint and forearm muscles, and is intended for physical development and sports training when practicing arm wrestling and other power sports, as well as for therapeutic and rehabilitation purposes in physiotherapy and kinesitherapy for patients suffering from diseases of the musculoskeletal system, requiring dosed loads during the recovery period after injuries and operations.

Известны устройства, которые способствуют развитию и укреплению мышц кистевого сустава и мышц предплечья в различных режимах сокращения мышц, необходимые при занятии армрестлингом. К таким устройствам относятся тренажеры, основанные на растягивании резиновых лент, поднятии груза через блок с упором в локтевом суставе, сжимании пружинных и резиновых эспандеров (www.pumorisport.ru/trenager-4.htm - офиц. сайт, дата обращения 20.12.2016 г. [1]).Known devices that contribute to the development and strengthening of the muscles of the wrist joint and muscles of the forearm in various modes of muscle contraction, necessary when doing arm wrestling. Such devices include simulators based on stretching rubber bands, lifting a load through a block with an emphasis on the elbow joint, compressing spring and rubber expanders (www.pumorisport.ru/trenager-4.htm - official site, access date 12/20/2016 . [one]).

Использование этих устройств, как правило, направлено на развивание тянущих функций мышц, а в армрестлинге необходимы толкающие функции мышц. Принимая во внимание эту особенность, очевидно, что известные устройства тренажеров не в полной мере соответствуют биомеханике работы рук при занятии армрестлингом. Кроме того, такие устройства имеют постоянные силовые характеристики, а переналаживание связано с установлением добавочных грузов, что изменяет характеристики устройств ступенчато, что приводит к невозможности быстрого изменения нагрузки во время выполнения тренировки. Использование тренажеров с грузами сопровождается большим шумом и грохотом, которые вызваны падением грузов при прекращении цикла тяги и освобождении груза.The use of these devices, as a rule, is aimed at the development of pulling muscle functions, and in arm wrestling pushing muscle functions are necessary. Considering this feature, it is obvious that the known devices of the simulators do not fully correspond to the biomechanics of the hands when doing arm wrestling. In addition, such devices have constant power characteristics, and reloading is associated with the establishment of additional loads, which changes the characteristics of the devices in steps, which makes it impossible to quickly change the load during the workout. The use of simulators with loads is accompanied by a lot of noise and thunder, which are caused by the fall of goods when the traction cycle ends and the cargo is released.

Известно устройство (патент на полезную модель №164167, МПК А63В 23/12, Бюл. №23, опубл. 20.08.2016. Тренажер для развития биомеханики мышц верхних конечностей / Смирнова Светлана Васильевна, Мушарапов Рустем Наилевич, Мингазетдинов Идгай Хасанович [2]), содержащее два гидроцилиндра двустороннего действия, заполненных рабочей жидкостью, штоки которых жестко связаны друг с другом посредством ползуна и с перемещающимися возвратно-поступательно в них поршнями посредством рычага, оборудованного сменной рукояткой, гидрораспределительный канал, связывающий полости гидроцилиндров, насос с гидробаком в единую гидравлическую систему с помощью гидролиний и имеющий встроенный регулятор потока рабочей жидкости, датчик давления, установленный по одну сторону от регулятора потока рабочей жидкости, датчик температуры, электрическую измерительную схему тренажера, к входам которой подсоединены датчик давления и датчик температуры, а выходам - элементы охлаждения гидроцилиндров, насос, средство отображения информации, цифровой интерфейс и пульт управления.A device is known (utility model patent No. 164167, IPC А63В 23/12, Bull. No. 23, published 08/20/2016. Simulator for the development of biomechanics of the muscles of the upper extremities / Smirnova Svetlana Vasilievna, Musharapov Rustem Nailevich, Mingazetdinov Idgay Hasanovich [2]) containing two double-acting hydraulic cylinders filled with a working fluid, the rods of which are rigidly connected to each other by means of a slide and pistons moving back and forth in them by means of a lever equipped with a replaceable handle, I distribute a hydraulic distribution channel the cavity of the hydraulic cylinders, a pump with a hydraulic tank into a single hydraulic system using hydraulic lines and having a built-in regulator of the fluid flow, a pressure sensor mounted on one side of the fluid flow regulator, a temperature sensor, an electrical measuring circuit of the simulator, to the inputs of which a pressure sensor is connected and a temperature sensor, and outputs - hydraulic cylinder cooling elements, a pump, an information display tool, a digital interface and a control panel.

Данное устройство принято нами за прототип. Недостатками известной конструкции тренажера для развития биомеханики мышц верхних конечностей являются низкая эффективность: процесс возвращения рычага в исходное положение (состояние) имеет длительный характер, что в результате длительной подготовки тренажера приводит к неэффективности тренировки; неавтоматизированный процесс регулирования нагрузки приводит к длительному регулированию усилия; недостаточная точность определения усилия на рычаге за счет установки датчика давления только в одной полости гидрораспредилительного канала; загрязнение рабочей жидкости в ходе эксплуатации тренажера вызывает повышение износа элементов гидравлической системы тренажера.This device is taken by us as a prototype. The disadvantages of the known design of the simulator for the development of biomechanics of the muscles of the upper extremities are low efficiency: the process of returning the lever to its original position (state) is of a long nature, which, as a result of lengthy preparation of the simulator, leads to inefficiency of the training; manual process of load regulation leads to long-term regulation of effort; insufficient accuracy in determining the effort on the lever due to the installation of a pressure sensor in only one cavity of the hydraulic distribution channel; contamination of the working fluid during operation of the simulator causes increased wear of the elements of the hydraulic system of the simulator.

Проблема, на устранение которой направлено изобретение, заключается в повышении эффективности тренажера за счет автоматизации процесса регулирования нагрузки, повышения точности измерения нагрузки, повышения надежности системы, а также расширения функциональных возможностей и удобства в эксплуатации тренажера.The problem the invention seeks to solve is to increase the simulator's efficiency by automating the process of load regulation, improving the accuracy of load measurement, improving the reliability of the system, as well as expanding the functionality and ease of use of the simulator.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, - повышение эффективности тренажера: автоматизация процесса регулирования нагрузки; повышение точности измерения нагрузки; повышение надежности системы; расширение функциональных возможностей и удобства в эксплуатации.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to increase the efficiency of the simulator: automation of the load regulation process; increased accuracy of load measurements; increase system reliability; expansion of functionality and ease of use.

Технический результат достигается тем, что в тренажере, содержащем два гидроцилиндра двустороннего действия, заполненных рабочей жидкостью, штоки которых жестко связаны друг с другом посредством ползуна и с перемещающимися возвратно-поступательно в них поршнями посредством рычага, оборудованного сменной рукояткой, гидрораспределительный канал, связывающий полости гидроцилиндров, насос с гидробаком в единую гидравлическую систему с помощью гидролиний и имеющий встроенный регулятор потока рабочей жидкости, датчик давления, установленный по одну сторону от регулятора потока рабочей жидкости, датчик температуры, электрическую измерительную схему тренажера, к входам которой подсоединены датчик давления и датчик температуры, а выходам - элементы охлаждения гидроцилиндров, насос, средство отображения информации, цифровой интерфейс и панель управления, новым является то, что в гидравлическую систему введен крановый распределитель, связывающий насос и гидробак с емкостями гидрораспределительного канала с образованием обратной связи для перераспределения рабочей жидкости в гидравлической системе тренажера, а регулятор потока рабочей жидкости оснащен управляемым от электрической измерительной схемы тренажера электроприводом регулятора потока для регулирования нагрузки на рычаге путем автоматического изменения проходного сечения в гидрораспределительном канале, кроме того, подключен второй датчик давления, расположенный по другую сторону от регулятора потока рабочей жидкости, введенный в гидрораспределительный канал, для измерения разности давлений между емкостями гидравлической системы.The technical result is achieved in that in a simulator containing two double-acting hydraulic cylinders filled with a working fluid, the rods of which are rigidly connected to each other by means of a slide and pistons moving reciprocatingly in them by means of a lever equipped with a replaceable handle, a hydraulic distribution channel connecting the cavity of the hydraulic cylinders , a pump with a hydraulic tank in a single hydraulic system using hydraulic lines and having a built-in regulator of flow of the working fluid, a pressure sensor, installed located on one side of the fluid flow regulator, a temperature sensor, an electrical measuring circuit of the simulator, to the inputs of which a pressure sensor and a temperature sensor are connected, and to the outputs - hydraulic cylinder cooling elements, a pump, an information display device, a digital interface and a control panel, something new that a crane distributor has been introduced into the hydraulic system, connecting the pump and hydraulic tank with the capacities of the hydraulic distribution channel with the formation of feedback for the redistribution of the working fluid in the hydraulic system of the simulator, and the flow regulator of the working fluid is equipped with an electric drive of the flow regulator controlled from the electrical measuring circuit of the simulator to regulate the load on the lever by automatically changing the bore in the hydraulic distribution channel, in addition, a second pressure sensor located on the other side of the flow regulator is connected working fluid introduced into the hydraulic distribution channel to measure the pressure difference between the tanks of the hydraulic system.

Помимо этого, в гидробак гидравлической системы тренажера установлен сливной фильтр, связанный с гидролинией кранового распределителя, для очищения рабочей жидкости в ходе длительного использования.In addition, a drain filter is installed in the hydraulic tank of the simulator’s hydraulic system connected to the crane distributor’s hydraulic line to clean the working fluid during long-term use.

Также дополнительно оснащен сменной рукояткой для проработки мышц рук, выполненной со сменной выдвижной штангой с V-образным концом, связанной ручкой.It is also additionally equipped with a removable handle for working out the muscles of the hands, made with a removable extendable bar with a V-shaped end connected by a handle.

Сущность изобретения иллюстрируется и поясняется на фиг. 1 - фиг. 6, где:The invention is illustrated and illustrated in FIG. 1 - FIG. 6, where:

на фиг. 1 изображена полная схема тренажера общего вида (сменная рукоятка 1);in FIG. 1 shows a complete diagram of a general simulator (interchangeable handle 1);

на фиг. 2 изображена схема тренажера вида сбоку (сменная рукоятка 1);in FIG. 2 shows a diagram of a side view simulator (interchangeable handle 1);

на фиг. 3 изображена рукоятка со спиральными пружинами в разрезе А (сменная рукоятка 1);in FIG. 3 shows a handle with coil springs in section A (replaceable handle 1);

на фиг. 4 изображена упрощенная схема тренажера общего вида (сменная рукоятка 2);in FIG. 4 shows a simplified diagram of a general simulator (interchangeable handle 2);

на фиг. 5 изображена схема тренажера вида сбоку (сменная рукоятка 1).in FIG. 5 is a side view simulator diagram (interchangeable handle 1).

Здесь: 1, 16 - гидроцилиндры; 2, 17 - элементы охлаждения гидроцилиндров; 3, 15 - поршни; 4, 14 - штоки; 5 - опорная площадка; 6 - ползун, жестко связанный со штоками 4 и 14; 7 - штифт; 8 - рычаг; 9 - сменная выдвижная штанга; 10, 44 - регулировочный винт; 11 - рукоятка со спиральными пружинами; 12 - подвижный изогнутый рычаг; 13 - шарнир; 18 - электрическая измерительная схема тренажера; 19 - канал измерения; 20 - микроконтроллер; 21 - канал управления; 22 - панель управления; 23 - средство отображения информации; 24 - цифровой интерфейс; 25, 39, 33, 35 - гидролинии; 26 - регулятор потока рабочей жидкости; 27 - датчик температуры; 28 - датчик давления; 29 - гидрораспределительный канал; 30 - электропривод регулятора потока; 31 - сужающие устройство; 32 - датчик давления; 34 - крановый распределитель; 36 - электропривод насоса; 37 - насос; 38 - гидробак; 40 - сливной фильтр; 41, 46 - установочный винт; 42 - упругий элемент; 43 - подпятник; 45 - сменная выдвижная штанга с V-образным концом; 47 - ручка.Here: 1, 16 - hydraulic cylinders; 2, 17 - cooling elements for hydraulic cylinders; 3, 15 - pistons; 4, 14 - stocks; 5 - reference platform; 6 - slider rigidly connected with rods 4 and 14; 7 - pin; 8 - lever; 9 - replaceable extendable bar; 10, 44 - adjusting screw; 11 - handle with coil springs; 12 - movable curved lever; 13 - hinge; 18 is an electrical measuring circuit of the simulator; 19 - measurement channel; 20 - microcontroller; 21 - control channel; 22 - control panel; 23 is a means of displaying information; 24 - digital interface; 25, 39, 33, 35 - hydraulic lines; 26 - flow control fluid; 27 - temperature sensor; 28 - pressure sensor; 29 - hydrodistribution channel; 30 - electric flow regulator; 31 - narrowing device; 32 - pressure sensor; 34 - crane dispenser; 36 - pump electric drive; 37 - pump; 38 - a hydraulic tank; 40 - drain filter; 41, 46 - set screw; 42 is an elastic element; 43 - thrust bearing; 45 - replaceable extendable bar with a V-shaped end; 47 - pen.

Предложенное устройство (фиг. 1) представляет собой рычажно-гидравлическую систему двустороннего действия, содержащую два гидроцилиндра 1 и 16, внутри которых расположены подвижные поршни 3 и 15, соединенные штоками 4 и 14, полости гидроцилиндров 1 и 16 соединены между собой гидролиниями 25 и 39 и гидрораспределительным каналом 29, заполненными рабочей жидкостью, в гидрораспределительном канале 29 установлены регулятор потока рабочей жидкости 26, состоящий из сужающего устройства 31, электропривода регулятора потока 30, датчик температуры 27 и два датчика давления 28 и 32, расположенных в двух полостях гидрораспределительного канала 29, также в гидравлическую систему тренажера входит крановый распределитель 34, связывающий посредством гидролиний 33 и 35 гидробак 38 со сливным фильтром 40 и насос 37 с гидрораспределительным каналом 29. На гидроцилиндрах 1 и 16 установлены элементы охлаждения 2 и 17, управляемые соответствующим каналом управления 21, входящим в электрическую измерительную схему тренажера 18. В центре штоки 4 и 14 жестко связаны между собой ползуном 6. В ползуне 6 имеется штифт 7, соединяющий его с рычагом 8.The proposed device (Fig. 1) is a double-acting lever-hydraulic system containing two hydraulic cylinders 1 and 16, inside of which there are movable pistons 3 and 15 connected by rods 4 and 14, the cavities of hydraulic cylinders 1 and 16 are interconnected by hydraulic lines 25 and 39 and a hydraulic distribution channel 29 filled with a working fluid, a hydraulic fluid flow regulator 26 is installed in the hydraulic distribution channel 29, consisting of a constricting device 31, an electric drive of the flow regulator 30, a temperature sensor 27, and two dates pressure chambers 28 and 32, located in two cavities of the hydraulic distribution channel 29, also in the hydraulic system of the simulator is a crane distributor 34, which connects through the hydraulic lines 33 and 35 the hydraulic tank 38 with the drain filter 40 and the pump 37 with the hydraulic distribution channel 29. The hydraulic cylinders 1 and 16 are installed cooling elements 2 and 17 controlled by the corresponding control channel 21 included in the electrical measuring circuit of the simulator 18. In the center, the rods 4 and 14 are rigidly connected to each other by the slider 6. In the slider 6 there is a pin 7, I connect it with a lever 8.

Рычаг 8, закрепленный на опорной площадке 5 через шарнир 13, имеет возможность двухстороннего перемещения в вертикальной плоскости гидроцилиндров 1 и 16. На рычаге 8 находится сменная выдвижная штанга 9 для регулирования высоты регулировочным винтом 10 относительно опорной площадки 5. В верхней части конструкции сменной выдвижной штанги 9 (фиг. 2) установлены упругий элемент 42, который через подпятник 43 выполнен с упором в подвижный изогнутый рычаг 12, угол наклона α подвижного изогнутого рычага 12 составляет примерно 30-90° между его осью и плоскостью, перпендикулярной к вертикальной оси сменной выдвижной штанги 9. На подвижном изогнутом рычаге 12, крепящемся к сменной выдвижной штанге 9 с помощью установочного винта 41, установлена рукоятка со спиральными пружинами 11 (фиг. 3).The lever 8, mounted on the supporting platform 5 through the hinge 13, has the possibility of two-way movement in the vertical plane of the hydraulic cylinders 1 and 16. On the lever 8 there is a removable sliding rod 9 for adjusting the height with the adjusting screw 10 relative to the supporting platform 5. In the upper part of the structure of the removable sliding rod 9 (Fig. 2), an elastic element 42 is installed, which, through the thrust bearing 43, is abutted to the movable curved arm 12, the angle of inclination α of the movable curved arm 12 is approximately 30-90 ° between its axis and the plane Strongly perpendicular to the vertical axis of the interchangeable sliding rod 9. movable curved arm 12, attached to the interchangeable sliding rod 9 by means of a set screw 41, the handle is installed with coil springs 11 (FIG. 3).

В дополнение к сменной рукоятке (фиг. 2) вместо сменной выдвижной штанги 9 может устанавливаться другая сменная рукоятка (фиг. 4, 5), состоящая из сменной выдвижной штанги с V-образным концом 45, с возможностью регулировки по высоте с помощью регулировочного винта 44, ручки 47, крепящейся к сменной выдвижной штанге с V-образным концом 45 установочным винтом 46.In addition to the replaceable handle (Fig. 2), instead of the replaceable pull-out rod 9, another replaceable handle (Fig. 4, 5) may be installed, consisting of a replaceable pull-out rod with a V-shaped end 45, with the possibility of height adjustment using the adjusting screw 44 , handles 47, attached to a removable pull-out rod with a V-shaped end 45 with a set screw 46.

Электрическая измерительная схема тренажера 18 (фиг. 1) состоит из микроконтроллера 20, каналов измерения 19 и управления 21. Входом электрической измерительной схемы тренажера 18 являются входы канала измерения 19 и порты микроконтроллера 20, а выходом электрической измерительной схемы тренажера 18 являются выходы канала управления 21 и порты микроконтроллера 20. К входам микроконтроллера 20 электрической измерительной схемы тренажера 18 подключаются выходы с панели управления 22 и канала измерения 19, при этом входы канала измерения 19 подключены к датчику температуры 27 и двум датчикам давления 28 и 32, выходы - к портам микроконтроллера 20, а выходы микроконтроллера 20 связаны с выходами цифрового интерфейса 24, средства отображения информации 23 канала управления 21, при этом выходы канала управления 21 связаны с электроприводами регулятора потока 30 и насоса 36, а также с элементами охлаждения гидроцилиндров 2 и 17. Входы канала управления 21 соответственно подключены к портам микроконтроллера 20.The electrical measuring circuit of the simulator 18 (Fig. 1) consists of a microcontroller 20, measurement channels 19 and control 21. The input of the electrical measuring circuit of the simulator 18 is the inputs of the measuring channel 19 and the ports of the microcontroller 20, and the output of the electrical measuring circuit of the simulator 18 are the outputs of the control channel 21 and ports of the microcontroller 20. The outputs of the control panel 22 and the measurement channel 19 are connected to the inputs of the microcontroller 20 of the electrical measuring circuit of the simulator 18, while the inputs of the measurement channel 19 are connected to a temperature sensor 27 and two pressure sensors 28 and 32, the outputs are to the ports of the microcontroller 20, and the outputs of the microcontroller 20 are connected to the outputs of the digital interface 24, information display means 23 of the control channel 21, while the outputs of the control channel 21 are connected to the electric drives of the flow controller 30 and pump 36, as well as with cooling elements of hydraulic cylinders 2 and 17. The inputs of the control channel 21 are respectively connected to the ports of the microcontroller 20.

Тренажер работает следующим образом. Перед использованием осуществляется подключение тренажера к сети электрического питания 220 В, 50 Гц и блока питания (не показан), необходимого для работы электроники тренажера. Затем выбирается соответствующая сменная рукоятка 1 (фиг. 2) или 2 (фиг. 5), осуществляется регулирование по двум составляющим: регулирование сменной выдвижной штанги 9 или сменной выдвижной штанги с V-образным концом 45 по высоте с помощью регулировочного винта 10 или 44 и установление необходимого усилия на рычаге регулятором потока рабочей жидкости 26 с помощью панели управления 22. После этого приступают к тренировкам. Одной рукой (правой или левой) сжимают рукоятку со спиральными пружинами 11, путем надавливания на нее преодолевают сопротивление пружин и упругого элемента 42 и из вертикального положения рычага 8 начинают перемещать его в направлении к плоскости опорной площадки 5. В соответствии с перемещением рычага 8 начинают перемещаться штоки 4 и 14 и связанные с ними поршни 3 и 15, перекачивая жидкость из полостей гидроцилиндра 1 в полость гидроцилиндра 16 через гидролинии 25 и 39 и гидрораспределительный канал 29. Усилие на рычаге 8 определяется скоростью протекания жидкости, которая зависит от проходного сечения регулятора потока рабочей жидкости 26 (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: кн. 1. 5-е изд., перераб. и доп. - СПб: Политехника, 2002. - 105-140 с. 409 с.: ил. [3]). Полученное усилие на рычаге 8 снимается датчиками давления 28 и 32, расположенными в двух полостях гидрораспределительного канала 29.The simulator works as follows. Before use, the simulator is connected to an electric power supply network of 220 V, 50 Hz and a power supply unit (not shown), necessary for the operation of the simulator electronics. Then, the corresponding replaceable handle 1 (Fig. 2) or 2 (Fig. 5) is selected, regulation is carried out in two components: regulation of the replaceable extendable rod 9 or the replaceable extendable rod with a V-shaped end 45 in height using the adjusting screw 10 or 44 and the establishment of the necessary effort on the lever by the regulator of the flow of working fluid 26 using the control panel 22. After that, begin training. With one hand (right or left), the handle with coil springs 11 is pressed, by pressing on it the resistance of the springs and the elastic element 42 is overcome and from the vertical position of the lever 8 they begin to move it in the direction to the plane of the supporting platform 5. In accordance with the movement of the lever 8 they begin to move rods 4 and 14 and the associated pistons 3 and 15, pumping fluid from the cavities of the hydraulic cylinder 1 to the cavity of the hydraulic cylinder 16 through the hydraulic lines 25 and 39 and the hydraulic distribution channel 29. The force on the lever 8 is determined by the speed fluid swelling, which depends on the flow cross-section of the fluid flow regulator 26 (Kremlevsky P.P. Flowmeters and counters of the amount of substances: Reference: book 1. 5th ed., revised and additional - St. Petersburg: Polytechnic, 2002. - 105-140 p. 409 p.: Ill. [3]). The resulting force on the lever 8 is removed by pressure sensors 28 and 32 located in two cavities of the hydraulic distribution channel 29.

Полученные информационные сигналы поступают в канал измерения 19 электрической измерительной схемы тренажера 18, где нормируются и поступают в микроконтроллер 20, который осуществляет обработку по заданному алгоритму и преобразование в цифровой сигнал, далее он передается на средство отображения информации 23, а также на цифровой интерфейс 24.The received information signals enter the measurement channel 19 of the electrical measuring circuit of the simulator 18, where they are normalized and fed to the microcontroller 20, which performs processing according to a given algorithm and converts to a digital signal, then it is transmitted to the information display means 23, as well as to the digital interface 24.

После окончания тренировки одной рукой устанавливают рычаг 8 в вертикальное положение и проводят тренировку другой рукой, перемещая рычаг 8 в противоположном направлении. Для быстрого возвращения рычага в вертикальное положение используется крановый распределитель 34, он позволяет перераспределить поток жидкости через гидролинии 33 из одной полости гидрораспределительного канала 29 в другую.After training with one hand, set the lever 8 in a vertical position and carry out the training with the other hand, moving the lever 8 in the opposite direction. To quickly return the lever to a vertical position, a crane distributor 34 is used, it allows you to redistribute the fluid flow through the hydraulic lines 33 from one cavity of the hydraulic distribution channel 29 to another.

При достаточной тренированности, при необходимости, регулятором потока рабочей жидкости 26 уменьшают или увеличивают (дросселируют) проходное сечение в гидрораспределительном канале 29, при этом усилие на рычаге 8 возрастает или уменьшается, и тренировочный цикл повторяют при увеличенных или уменьшенных нагрузках.With sufficient training, if necessary, the regulator of the flow of working fluid 26 reduces or increases (throttles) the flow area in the hydraulic distribution channel 29, while the force on the lever 8 increases or decreases, and the training cycle is repeated with increased or decreased loads.

Во время длительной тренировки рабочая жидкость начинает нагреваться, вследствие чего меняются ее характеристики, а значит, и скорость протекания рабочей жидкости увеличивается и приводит к уменьшению нагрузки на рычаге 8. Во избежание этого в тренажере предусмотрена система охлаждения, которая работает следующим образом: при нагреве жидкости сигнал с датчика температуры 27, проходя через канал измерения 19, поступает в микроконтроллер 20, в котором осуществляется сравнение сигнала с заданным значением, и в случае необходимости микроконтроллер 20 подает сигнал на запуск работы элементов охлаждения гидроцилиндров 2 и 17 (kryothermtec.com/ru/ - офиц. сайт, дата обращения 20.02.2017 г. [4]), работающие для охлаждения рабочей жидкости до заданного состояния, через канал управления 21.During a long workout, the working fluid begins to heat up, as a result of which its characteristics change, which means that the flow rate of the working fluid increases and reduces the load on the lever 8. To avoid this, the simulator has a cooling system that works as follows: when heating the fluid the signal from the temperature sensor 27, passing through the measurement channel 19, enters the microcontroller 20, in which the signal is compared with a given value, and, if necessary, the microcontroller Aller 20 sends a signal to start the operation of cooling elements for hydraulic cylinders 2 and 17 (kryothermtec.com/ru/ - official site, accessed 02/20/2017 [4]), which operate to cool the working fluid to a predetermined state through the control channel 21 .

Процессы управления, обработки и передачи осуществляются через микроконтроллер 20 электрической измерительной схемы тренажера 18, который также управляет включением насоса 37 посредством электропривода насоса 36, осуществляющим подачу рабочей жидкости из гидробака 38 во всю гидравлическую систему. Необходимость введения насоса 37 и гидробака 38 с встроенным в него сливным фильтром 40 для повышения надежности и отчистки рабочей жидкости от загрязнителя в гидравлическую систему связана с тем, что при длительной работе тренажера могут возникнуть изменения характеристик рабочей жидкости, для восстановления которых требуется время. Поэтому чтобы не выключать тренажер, микроконтроллер 20, автоматически включает насос 37, временно останавливая работу тренажера. На средстве отображения информации 23 в это время отображается ОСТАНОВ. В гидробаке 38 рекомендуется периодически обновлять рабочую жидкость. В основном это связано с тем, что в ходе эксплуатации тренажера рабочая жидкость начинает загрязнятся из-за попадания пыли и износа движущихся частей гидросистемы тренажера. Несоблюдение этих рекомендаций, может привести к повышению износа элементов гидравлической системы тренажера.The control, processing and transmission processes are carried out through the microcontroller 20 of the electrical measuring circuit of the simulator 18, which also controls the inclusion of the pump 37 by means of the electric drive of the pump 36, which supplies the working fluid from the hydraulic tank 38 to the entire hydraulic system. The need to introduce a pump 37 and a hydraulic tank 38 with a drain filter 40 built into it to increase the reliability and clean the working fluid from the contaminant in the hydraulic system is due to the fact that during prolonged operation of the simulator, changes in the characteristics of the working fluid can occur, which take time to recover. Therefore, in order not to turn off the simulator, the microcontroller 20 automatically turns on the pump 37, temporarily stopping the operation of the simulator. On the information display means 23, STOP is displayed at this time. In the tank 38, it is recommended to periodically update the working fluid. This is mainly due to the fact that during the operation of the simulator, the working fluid begins to become contaminated due to dust and wear of the moving parts of the simulator's hydraulic system. Failure to comply with these recommendations may lead to increased wear of the hydraulic system components of the simulator.

Для того чтобы увеличить нагрузку на развиваемые мышцы кисти, в верхнюю часть конструкции сменной выдвижной штанги 9 установлен упругий элемент 42, который через подпятник 43 выполнен с упором в подвижный изогнутый рычаг 12, угол наклона α подвижного изогнутого рычага 12 составляет примерно 30-90° между его осью и плоскостью, перпендикулярной к вертикальной оси сменной выдвижной штанги 9. На подвижном изогнутом рычаге 12, крепящемся к сменной выдвижной штанги 9 с помощью установочного винта 41, установлена рукоятка со спиральными пружинами 11, внутри которой установлены плоские спиральные пружины, плоскости которых перпендикулярны оси рукоятки и выполненные чередующимися с закруткой в двух взаимно противоположных направлениях. Пружины могут быть расположены попарно с закруткой пружин, составляющих пару, в двух взаимно противоположных направлениях соответственно.In order to increase the load on the developed muscles of the hand, an elastic element 42 is installed in the upper part of the design of the removable pull-out rod 9, which, through the thrust bearing 43, is abutted to the movable curved arm 12, the angle of inclination α of the movable curved arm 12 is approximately 30-90 ° between its axis and plane perpendicular to the vertical axis of the removable pull-out rod 9. On the movable curved lever 12, attached to the removable pull-out rod 9 using the set screw 41, a handle with coil springs 11, inside In which are installed flat spiral springs, the planes of which are perpendicular to the axis of the handle and are made alternating with twisting in two mutually opposite directions. The springs can be arranged in pairs with a twist of the springs making up a pair in two mutually opposite directions, respectively.

Таким образом, разработанный тренажер позволяет тренировать и развивать одновременно силу мышц кистевого сустава и мышц предплечья с возможностью регулирования характеристик тренажера как по высоте, так и по необходимым усилиям на рычаге в широком диапазоне параметров; следить за ходом тренировки и регулировать дозирование нагрузок в период реабилитации. К тому же, благодаря своей конструкции он позволяет спортсмену тренироваться самостоятельно и максимально приблизить при этом тренировку к реальному поединку; безопасен в использовании, так как он работает в преодолевающем режиме, т.е. сопротивляется пользователю в тот момент, когда он пытается максимально опустить рукоятку вниз, но стоит ему расслабить мышцы, как сопротивление исчезнет. Это отличие по сравнению с другими тренажерами сводит практически на нет риск травматизма у спортсменов или ухудшения состояния у пациентов с заболеваниями опорно-двигательного аппарата; малые габариты и вес, шумоизоляция достигаются за счет компактности гидравлической системы.Thus, the developed simulator allows you to train and develop at the same time the strength of the muscles of the wrist joint and muscles of the forearm with the ability to adjust the characteristics of the simulator both in height and in necessary effort on the lever in a wide range of parameters; monitor the progress of the training and adjust the dosage of loads during the rehabilitation period. In addition, thanks to its design, it allows the athlete to train independently and bring training to the real fight as close as possible; safe to use, as it works in overcoming mode, i.e. resists the user at the moment when he tries to lower the handle down as much as possible, but if he relaxes his muscles, the resistance disappears. This difference in comparison with other simulators minimizes the risk of injuries in athletes or deterioration in patients with diseases of the musculoskeletal system; small dimensions and weight, sound insulation are achieved due to the compactness of the hydraulic system.

Claims (3)

1. Тренажер для развития мышц верхних конечностей, содержащий два гидроцилиндра двустороннего действия, заполненных рабочей жидкостью, штоки которых жестко связаны друг с другом посредством ползуна и с перемещающимися возвратно-поступательно в них поршнями посредством рычага, оборудованного сменной рукояткой, гидрораспределительный канал, связывающий полости гидроцилиндров, насос с гидробаком в единую гидравлическую систему с помощью гидролиний и имеющий встроенный регулятор потока рабочей жидкости, датчик давления, установленный по одну сторону от регулятора потока рабочей жидкости, датчик температуры, электрическую измерительную схему тренажера, к входам которой подсоединены датчик давления и датчик температуры, а выходам - элементы охлаждения гидроцилиндров, насос, средство отображения информации, цифровой интерфейс и панель управления, отличающийся тем, что в гидравлическую систему введен крановый распределитель, связывающий насос и гидробак с емкостями гидрораспределительного канала с образованием обратной связи для перераспределения рабочей жидкости в гидравлической системе тренажера, а регулятор потока рабочей жидкости оснащен управляемым от электрической измерительной схемы тренажера электроприводом регулятора потока для регулирования нагрузки на рычаге путем автоматического изменения проходного сечения в гидрораспределительном канале, кроме того, подключен второй датчик давления, расположенный по другую сторону от регулятора потока рабочей жидкости, введенный в гидрораспределительный канал, для измерения разности давлений между емкостями гидравлической системы.1. A simulator for the development of muscles of the upper extremities, containing two double-acting hydraulic cylinders filled with working fluid, the rods of which are rigidly connected to each other by means of a slide and pistons that move reciprocally into them by means of a lever equipped with a replaceable handle, a hydraulic distribution channel connecting the cavity of the hydraulic cylinders , a pump with a hydraulic tank in a single hydraulic system using hydraulic lines and having a built-in regulator of flow of the working fluid, a pressure sensor installed on one side of the fluid flow regulator, a temperature sensor, an electrical measuring circuit of the simulator, to the inputs of which a pressure sensor and a temperature sensor are connected, and outputs - cooling elements for hydraulic cylinders, a pump, an information display device, a digital interface and a control panel, characterized in that a crane distributor is introduced into the hydraulic system, which connects the pump and hydraulic tank with the capacities of the hydraulic distribution channel with the formation of feedback for the redistribution of the working fluid in the simulator’s hydraulic system, and the fluid flow regulator is equipped with an electric flow regulator controlled from an electrical measuring circuit of the simulator to regulate the load on the lever by automatically changing the bore in the hydraulic distribution channel, in addition, a second pressure sensor located on the other side of the fluid flow regulator is connected introduced into the hydraulic distribution channel to measure the pressure difference between the tanks of the hydraulic system. 2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что в гидробак гидравлической системы тренажера установлен сливной фильтр, связанный с гидролинией кранового распределителя, для очищения рабочей жидкости в ходе длительного использования.2. The simulator according to claim 1, characterized in that a drain filter is installed in the hydraulic tank of the simulator’s hydraulic system connected to the crane distributor’s hydraulic line to clean the working fluid during prolonged use. 3. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что тренажер дополнительно оснащен сменной рукояткой для проработки мышц рук, выполненной со сменной выдвижной штангой с V-образным концом, связанной ручкой.3. The simulator according to claim 1, characterized in that the simulator is additionally equipped with a removable handle for working out the muscles of the hands, made with a removable extendable bar with a V-shaped end connected by a handle.
RU2017113335A 2017-04-17 2017-04-17 Simulator for development of muscles of upper limbs RU2645663C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113335A RU2645663C1 (en) 2017-04-17 2017-04-17 Simulator for development of muscles of upper limbs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113335A RU2645663C1 (en) 2017-04-17 2017-04-17 Simulator for development of muscles of upper limbs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2645663C1 true RU2645663C1 (en) 2018-02-26

Family

ID=61258930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017113335A RU2645663C1 (en) 2017-04-17 2017-04-17 Simulator for development of muscles of upper limbs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645663C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112044039A (en) * 2020-08-17 2020-12-08 温州煊汝贸易有限公司 A auxiliary device for pulling force training

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989002295A1 (en) * 1987-09-16 1989-03-23 Joseph Patrick Mcgillis Multidirectional exerciser
RU2329846C9 (en) * 2003-04-15 2008-10-10 Сато Спортс Плаза Ко., Лтд. Muscle strengthening device
US20150335950A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 IncludeFitness, Inc. Fitness systems and methods thereof
RU164167U1 (en) * 2015-12-16 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) SIMULATOR FOR DEVELOPMENT OF THE TOP EXTREMITY MUSCLE BIOMECHANICS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989002295A1 (en) * 1987-09-16 1989-03-23 Joseph Patrick Mcgillis Multidirectional exerciser
RU2329846C9 (en) * 2003-04-15 2008-10-10 Сато Спортс Плаза Ко., Лтд. Muscle strengthening device
US20150335950A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 IncludeFitness, Inc. Fitness systems and methods thereof
RU164167U1 (en) * 2015-12-16 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) SIMULATOR FOR DEVELOPMENT OF THE TOP EXTREMITY MUSCLE BIOMECHANICS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112044039A (en) * 2020-08-17 2020-12-08 温州煊汝贸易有限公司 A auxiliary device for pulling force training

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU164167U1 (en) SIMULATOR FOR DEVELOPMENT OF THE TOP EXTREMITY MUSCLE BIOMECHANICS
US8052584B2 (en) System and method for determining a resistance level for training a muscle group for maximum power generation
RU2620488C1 (en) Press machine
US11191693B2 (en) Therapeutic device for post-operative knee
CN106535999A (en) Fitness machine
RU2520248C2 (en) Method for therapeutic exercises and apparatus for therapeutic exercises
RU2645663C1 (en) Simulator for development of muscles of upper limbs
CA2832580C (en) Therapeutic device for post-operative knee
CN105560011A (en) Intelligent spine rehabilitation training device
CN204207991U (en) Intelligent spinal rehabilitation training devices
CN204485186U (en) A kind of health and fitness facilities muscle explosive force test macro and health and fitness facilities
CN204260994U (en) Spondylopathy device for healing and training
CN103751999B (en) The superfine long discus force at the core training of laser type and movable information feedback supervising device
KR20080084523A (en) Reciprocating bellows operated exercise machine
DE10308267A1 (en) Ergometer for training lower extremities, e.g. for rehabilitation, has adjustable frame with pedals and handlebars, and stores person-dependent data in computer
CN103657043B (en) Superfine long discus force at the core training and movable information feedback supervising device
CA2938176C (en) Therapeutic device for post-operative knee
CN204307319U (en) Vibration is tested the speed and superfine length is fixedly turned the training of hip force at the core and quantize feedback device
CN103638666B (en) The training of discus force at the core and movable information feedback supervising device
CN103691121A (en) Laser type discus core strength training and motion information feedback monitoring device
CN110013418B (en) Exercise rehabilitation bed capable of switching states and sitting posture angle testing method thereof
CN109603127A (en) A kind of auxiliary speed skater bend technique training device
RU128105U1 (en) DEVICE FOR GYMNASTIC GYMNASTICS
KR101355242B1 (en) Runnung machine controling the workload
RU125477U1 (en) SIMULATOR FOR DEVELOPMENT OF HANDS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200418