RU2728086C1 - Simulator for skiers and method of training on it - Google Patents
Simulator for skiers and method of training on it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728086C1 RU2728086C1 RU2020109488A RU2020109488A RU2728086C1 RU 2728086 C1 RU2728086 C1 RU 2728086C1 RU 2020109488 A RU2020109488 A RU 2020109488A RU 2020109488 A RU2020109488 A RU 2020109488A RU 2728086 C1 RU2728086 C1 RU 2728086C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- user
- skier
- feet
- ski
- simulators
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
- A63B69/18—Training appliances or apparatus for special sports for skiing
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области спорта, в частности к способам обучения горнолыжным дисциплинам и устройствам для упражнений и приобретения навыков катания на горных лыжах.The group of inventions relates to the field of sports, in particular to methods of teaching alpine skiing disciplines and devices for exercise and the acquisition of skiing skills.
Его модификации можно использовать для других технических видов спорта, таких как виндсерфинг, кайтбординг, водные лыжи, сноуборд и некоторым другим, а также к устройствам для развлечений.Its modifications can be used for other technical sports such as windsurfing, kiteboarding, water skiing, snowboarding and some others, as well as for entertainment devices.
Известны ряд способов обучения и тренировки горнолыжников, сноубордистов и воднолыжников вне реальных трасс, а также устройств (тренажеров), посредством которых реализованы такие способы.There are a number of methods for teaching and training skiers, snowboarders and water skiers outside real tracks, as well as devices (simulators) by means of which such methods are implemented.
Из уровня техники известен "Способ тренировки горнолыжников и сноубордистов и устройство для его осуществления».A "Method for training alpine skiers and snowboarders and a device for its implementation" is known from the prior art.
Способ тренировки заключается в том, что осуществляют имитацию прохождения поворотов путем приложения усилия, направленного перпендикулярно продольной оси имитаторов. Кроме того, осуществляют перемещение вверх и/или вниз носовой и хвостовой частей имитаторов В устройстве имеются датчики угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, выход которых подключен к входу блока управления, выход которого подключен к силовому приводу. Спортсмен кантует имитаторы в ту или другую стороны, имитируя прохождение поворотов. В зависимости от угла кантования блок управления воздействует на первый силовой привод, который воздействует с разным усилием на имитаторы лыж. Одновременно с выхода компьютера информация о профиле имитируемого склона горнолыжной трассы поступает на блок управления, который формирует сигналы на второй силовой привод и реализуется воздействие к носовым и/или задним частям имитаторов, обеспечивая требуемый угол наклона между продольной осью имитаторов и горизонтальной плоскостью. Для защиты спортсмена от травм в изобретении применены амортизирующие элементы в виде сетки, (патент RU 2 354 427 С2).The training method consists in the fact that they simulate the passage of turns by applying an effort directed perpendicular to the longitudinal axis of the simulators. In addition, the fore and aft parts of the simulators are moved up and / or down. The device has tilt angle sensors for ski or snowboard simulators, the output of which is connected to the input of the control unit, the output of which is connected to the power drive. The athlete turns the simulators to one side or the other, imitating the passage of turns. Depending on the tilt angle, the control unit acts on the first power drive, which acts with different forces on the ski simulators. Simultaneously, from the computer output, information about the profile of the simulated slope of the ski slope is sent to the control unit, which generates signals to the second power drive and the action is implemented to the bow and / or rear parts of the simulators, providing the required inclination angle between the longitudinal axis of the simulators and the horizontal plane. To protect the athlete from injury, the invention uses shock-absorbing elements in the form of a grid (patent RU 2 354 427 C2).
Из уровня техники известен «Тренажер для горнолыжников и слаломистов», содержащий наклонное основание, несущее имитаторы лыж, вращающиеся вокруг осей, оси установлены на основании в области носков лыж, а по бокам основания установлены поручни на линии носков лыж.From the prior art known "Trainer for skiers and slalomists", containing an inclined base carrying simulators of skis rotating around the axes, the axes are installed on the base in the area of the ski toes, and on the sides of the base there are handrails on the line of the ski toes.
Способ тренировки горнолыжника на этом тренажере осуществляется с помощью сгибания и наклона коленей в сторону осевой линии, имитируя тем самым как закантовку лыж, так и центростремительную силу, обуславливающие ведение лыж по дуге в повороте. После этого, опираясь руками на поручни, разгружают имитаторы лыж и ногами переводят их в противоположную сторону до упора-ограничителя, сохраняя положение тазобедренного сустава над центральной осевой линией.(патент RU 2 261 744 С1).The method of training a skier on this simulator is carried out by bending and tilting the knees towards the center line, thereby imitating both the edging of the skis and the centripetal force that causes the skis to guide along an arc in the turn. After that, resting on the handrails, unload the ski simulators and move them with their feet in the opposite direction up to the stop-limiter, keeping the position of the hip joint above the central axial line (patent RU 2 261 744 C1).
Известен «Универсальный тренажер», содержащий опорный диск с осью вращения, на которой закреплен диск вращения с возможностью регулировки нагрузки на тренируемые группы мышц.Known "Universal simulator", containing a support disk with an axis of rotation, which is fixed to the disk of rotation with the ability to adjust the load on the trained muscle groups.
В способе тренировки на данном тренажере задачей является комплексная тренировка мышц, укрепление суставов и связок, (полезная модель RU 112 833 U1)In the method of training on this simulator, the task is a complex muscle training, strengthening of joints and ligaments, (useful model RU 112 833 U1)
Известен «Спортивный тренажер». В конструкцию входит основание в виде цилиндра, имеющего в развертке волнообразный вид и подвижная платформа, на диаметрально противоположных сторонах которой, установлены два ролика, опирающиеся на верхнюю кромку цилиндра основания.Known "Sports simulator". The structure includes a base in the form of a cylinder, which has a wave-like appearance in the sweep and a movable platform, on diametrically opposite sides of which, two rollers are installed, resting on the upper edge of the base cylinder.
Спортсмен становится на платформу. Попеременно, нажимая то одной, то другой ногой на платформу, спортсмен заставляет устройство вращаться, (полезная модель RU 117 093 U1).The athlete stands on the platform. Alternately, pressing with one or the other foot on the platform, the athlete makes the device rotate (utility model RU 117 093 U1).
Известен "Тренажер для горнолыжников», включающий опорную раму, опору для рук и имитаторы лыж. Опорная рама имеет дугообразную направляющую и шарнирно соединена с кареткой на опорных роликах. На каретке установлены передние и задние опоры, с шарнирно закрепленными на них имитаторами лыж с креплениями для обуви. Передние опоры выполнены с возможностью вращения имитаторов лыж вокруг продольной оси опоры, задние опоры выполнены с возможностью отклонения от продольной оси опоры, а также с возможностью изменять места установки опор на каретке и имитаторах лыж. Опора для рук выполнена с возможностью регулировки положения.Known "Trainer for skiers", including a support frame, a support for hands and simulators of skis. The support frame has an arcuate guide and is pivotally connected to a carriage on support rollers. Front and rear supports are mounted on the carriage, with hinged ski simulators with mounts for The front supports are made with the possibility of rotation of the ski simulators around the longitudinal axis of the support, the rear supports are made with the possibility of deviating from the longitudinal axis of the support, as well as with the ability to change the mounting locations of the supports on the carriage and ski simulators.
Способ тренировки заключается в том, что осуществляют имитацию движений и стойки при поворотах, путем приложения усилий направленных по дуге относительно продольной оси тренажера. Кроме того, имитируется резаный поворот путем дополнительного поворота имитаторов лыж в сторону поворота. Имитируя прохождение трассы, спортсмен усилием ног, преодолевает сопротивление силового элемента и упругость опор одновременно закантовывает имитаторы лыж. Это достигается с помощью сгибания и наклона коленей в сторону осевой линии тренажера. При этом спортсмен удерживает положение тазобедренного сустава тела над продольной осевой линией тренажера, сохраняя стойку спуска поддержкой за опору для рук (полезная модель RU 90 340 U1).The method of training consists in the fact that imitation of movements and stands during turns is carried out by applying efforts directed along an arc relative to the longitudinal axis of the simulator. In addition, a cut turn is simulated by turning the ski simulators to the side of the turn. Simulating the passage of the track, the athlete, with the effort of his legs, overcomes the resistance of the force element and the elasticity of the supports simultaneously edges the ski simulators. This is achieved by flexing and tilting the knees towards the centerline of the machine. At the same time, the athlete maintains the position of the hip joint of the body above the longitudinal axial line of the simulator, while maintaining the descent post with support for the arm support (useful model RU 90 340 U1).
Известен «Лыжный симулятор», который выполняет игровую программу в ответ на управляющий сигнал, выдаваемый игроком путем вращения имитационных лыж, для отображения объекта лыжника, соответствующего игроку, на устройстве отображения. Игровой автомат для лыж содержит: детектор вращения лыжи для генерации управляющего сигнала путем определения направления и степени вращения имитационной лыжи; блок управления для получения данных о положении, показывающих текущее положение лыжника на лыжной трассе в соответствии с данными лыжной трассы и управляющие сигналы, генерирующие множество данных, показывающие трассу лыж, лыжника в соответствии с данными о положении, сохраняя множество данных, когда лыжник катается на лыжах на лыжной трассе, и генерируют данные отображения трассы для отображения на устройстве отображения в соответствии с сохраненным множеством данных трассы; и дисплей для отображения лыжной трассы с трассой лыж в соответствии с данными отображения трассы, сгенерированными блоком управления. (US 2001049322).Known is a "Ski Simulator" that executes a game program in response to a control signal issued by a player by rotating simulation skis to display a skier object corresponding to the player on a display device. The ski game machine comprises: a ski rotation detector for generating a control signal by determining the direction and degree of rotation of the imitation ski; a control unit for obtaining position data showing the current position of the skier on the ski track according to the ski track data and control signals generating a plurality of data showing the ski track of the skier according to the position data, storing a lot of data when the skier is skiing on a ski track, and generate track display data for display on a display device in accordance with the stored plurality of track data; and a display for displaying a ski track with a ski track in accordance with track display data generated by the control unit. (US 2001049322).
Из уровня техники известен «Тренажер лыжного склона с устройством воспроизведения видеокассет - имеет управляемый компьютером видеодисплей, на который накладывается изображение лыжника в соответствии с измерениями положения лыж на подставке». Тренажер имеет в своем составе устройство для моделирования лыжной трассы с использованием подставки, в которой установлены подвижные пары лыж и видеоэкран для изображения лыжного склона. Внутри подставки имеется датчик для измерения угла наклона лыж, а также другие датчики для определения сил и моментов. Имеется устройство воспроизведения видеосигнала для записанных реальных изображений в направлении движения лыжника. Генератор видеосигнала создает изображения одного и того же направления движения для разных форм поворотов и фаз движения. Имеется устройство для синхронизации реального изображения и полученного от генератора видеосигнала, а также устройство для смешивания синтетического изображения с реальным изображением от устройства отображения видео. Имеется компьютер для управления устройством воспроизведения видеосигнала в соответствии с планом тренировок или в зависимости от движения лыж. (DE 4002223).It is known from the prior art "Ski slope simulator with video cassette playback device - it has a computer-controlled video display on which an image of a skier is superimposed in accordance with measurements of the position of the skis on the stand". The simulator includes a device for simulating a ski track using a stand with movable pairs of skis and a video screen for displaying the ski slope. Inside the stand there is a sensor for measuring the angle of inclination of the skis, as well as other sensors for determining forces and moments. There is a video playback device for recorded real images in the direction of travel of the skier. The video signal generator generates images of the same direction of movement for different forms of turns and phases of movement. There is a device for synchronizing a real image and a video signal received from a generator, as well as a device for mixing a synthetic image with a real image from a video display device. There is a computer to control the video playback device according to the training plan or depending on the movement of the skis. (DE 4002223).
Известен «Способ обучения и тренажер слаломиста». Тренажер содержит основание, опорный элемент, который установлен на нем таким образом, чтобы его можно было перемещать вправо-влево, платформу, которая расположена на указанном элементе таким образом, что имеет возможность вращения периодически то по часовой стрелке, то против часовой стрелки, и снабжена опорной поверхностью для ног слаломиста, лыжника или сноубордиста и осциллирующий кривошипно-шатунный механизм для синхронизации и реверсирования несущего элемента смещений и поворота платформы. Кривошип прикреплен к основанию и выполнен таким образом, что установленный на нем ползун имеет закрытую траекторию движения и может перемещаться вдоль кривошипа в одном направлении и обеспечивает закон движения платформы относительно основания в соответствии с законом движения относительно поступательного движения, когда ноги слаломиста, лыжника или сноубордиста смещаются вправо - влево и их угловое положение изменяется во время указанного вращения и/или смещения. Способ обучения и тренировки слаломиста, при котором перемещение стоп ног, лыж или сноуборда вместе с платформой влево - вправо и их вращение периодически по или против хода часовой стрелки осуществляют свободно под действием усилия слаломиста или принудительно приводом перемещения. (ЕА 200601329 А1).Known "Method of training and trainer for slalomist". The simulator contains a base, a support element, which is installed on it so that it can be moved to the right and left, a platform that is located on the specified element in such a way that it can periodically rotate clockwise, then counterclockwise, and is equipped a supporting surface for the legs of a slalom rider, skier or snowboarder; and an oscillating crank mechanism for synchronizing and reversing the carrier of the displacement and rotation of the platform. The crank is attached to the base and is made in such a way that the slider installed on it has a closed trajectory of movement and can move along the crank in one direction and provides the law of motion of the platform relative to the base in accordance with the law of motion with respect to translational motion when the legs of a slalom player, skier or snowboarder move right - left and their angular position changes during the specified rotation and / or displacement. A method of teaching and training a slalom player, in which the movement of the feet, skis or snowboard together with the platform to the left - to the right and their rotation periodically clockwise or counterclockwise is carried out freely under the action of the effort of the slalom player or forced by the movement drive. (EA 200601329 A1).
Известен «Тренажер лыжника или сноубордиста и метод обучения с его использованием». Способ проведения тренировки на лыжах или сноуборде, при котором ноги обучающегося человека располагаются на тележке, которая движется по основанию вдоль одной из его длинных сторон, при этом происходит освобождение ног благодаря седлу, которое прикреплено к стреле, размещенной над основанием. Седло позволяет легко приподнимать корпус вверх для перевода ступней ног с одной стороны на другую в боковых направлениях с возможностью поворота и наклона стоп, (изобретение US 2014243162).Known "The simulator of a skier or snowboarder and a training method using it." A method of carrying out training on skis or snowboard, in which the legs of the trainee are placed on a cart that moves along the base along one of its long sides, while the legs are released due to the saddle, which is attached to an arrow placed above the base. The saddle allows you to easily lift the body up to transfer the feet from one side to the other in lateral directions with the ability to rotate and tilt the feet (invention US 2014243162).
Недостаток известных устройств и способов тренировки горнолыжников на них заключается в том, что они не обеспечивают тренировку правильных навыков выполнения поворотов, так как в большинстве из них поворот выполняется только за счет вращения стоп и наклона коленей спортсмена в лучшем случае боковые перемещения под корпусом.A disadvantage of the known devices and methods for training skiers on them is that they do not provide training of the correct skills for performing turns, since in most of them the turn is performed only due to the rotation of the feet and tilt of the athlete's knees, at best, lateral movements under the body.
В способах тренировки на известных тренажерах при имитации прохождения поворотов никак не отрабатываются навыки перемещения корпуса пользователя относительно стоп и стоп относительно корпуса, как в боковом, так и в продольном направлении, не создаются нагрузки, эквивалентные реальным нагрузкам, действующим на лыжника, совершающего повороты на горнолыжной трассе.In the methods of training on known simulators, when simulating the passage of turns, the skills of moving the user's body relative to the feet and feet relative to the body, both in the lateral and longitudinal directions, are not developed, loads are not created that are equivalent to the real loads acting on a skier making turns on the ski track.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой группе изобретений « Тренажеру для горнолыжников и способу тренировки на нем» по совокупности признаков является «Лыжный спортивный тренажер и способ тренировки движений лыж или доски». Лыжный тренажер согласно изобретению представляет собой устройство, в котором установлен робот-манипулятор с одной или двумя руками робота, по одной на каждую лыжу. Эти руки робота-манипулятора управляются программой симуляции для имитации движений лыж и/или доски. В программе симуляции хранятся различные движения лыж или доски по разным сценариям. Тренажер состоит из платформы, на которой стоит пользователь. Платформа соединена через соединительный элемент с рукой робота-манипулятора. На соединительном элементе расположен датчики сил и моментов, которые пользователь прикладывает к платформе, а также датчики угла и/или положения. Для защиты пользователя вокруг платформы расположены площадки. Между этими площадками и платформой расположены сети, с тем, чтобы уменьшить риск травмирования в случае падения пользователя. Кроме того, на основании данных с датчиков ограничиваются диапазоны движений, чтобы избежать травмирования пользователя. Робот также может состоять из линейных осей и наклонных соединений или параллельного механизма. Это означает, что не обязательно использовать серийный робот, а к разъему платформы может быть прикреплен трехосевой поворотно-наклонный блок с тремя степенями свободы вращения для обеспечения шестиосевого привода. Как вариант, предусматривается соединительный элемент таки образом, чтобы к руке робота-манипулятора можно было поочередно прикреплять лыжи или доску, это позволит тренировать различные виды спорта. Тренажер содержит контроллер для управления движениями руки робота-манипулятора, так что движения реальных лыж и/или доски моделируются на основе программы моделирования. На основании программы моделирования и выбранного сценария пользователю показывается визуальное представление этого сценария на устройстве отображения. Устройство визуального отображения может, обеспечивать двух- или трехмерное представление моделируемого сценария на экране или в очках, одетых на пользователя. Виртуальная среда пользователя может выводиться с дополнительным представлением пользователя или без него. Обнаруживая силы и моменты на доске или лыжах, контроллер, используя программу моделировании, дает команды на выполнение движений роботов-манипуляторов и отражает эти движения на экране устройства отображения. Конструкция позволяет вращать имитаторы лыж и/или доски рукам робота-манипулятора вокруг трех осей и перемещаться вдоль трех осей.The closest technical solution to the claimed group of inventions "Trainer for skiers and the method of training on it" in terms of the combination of features is "Ski sports trainer and the method of training the movements of skis or boards". The ski simulator according to the invention is a device in which a robot arm is installed with one or two robot arms, one for each ski. These robotic arms are controlled by a simulation program to simulate ski and / or board movements. The simulation program stores different ski or board movements according to different scenarios. The simulator consists of a platform on which the user stands. The platform is connected through a connecting element to the arm of the robotic arm. On the connecting element, there are force and moment sensors that the user applies to the platform, as well as angle and / or position sensors. To protect the user, platforms are located around the platform. Nets are located between these platforms and the platform to reduce the risk of injury in the event of a fall. In addition, based on sensor data, ranges of motion are limited to avoid injury to the user. The robot can also be composed of linear axes and inclined joints or a parallel mechanism. This means that it is not necessary to use a serial robot, and a three-axis tilt-and-tilt unit with three degrees of freedom of rotation can be attached to the platform connector to provide a six-axis drive. Alternatively, a connecting element is provided in such a way that skis or a board can be alternately attached to the arm of the robotic arm, this will allow training various sports. The simulator contains a controller for controlling the movements of the arm of the robotic arm, so that the movements of real skis and / or boards are simulated based on the simulation program. Based on the simulation program and the selected scenario, the user is shown a visual representation of this scenario on a display device. The visual display device may provide a two- or three-dimensional representation of the simulated scenario on a screen or wearing glasses worn by the user. The user's virtual environment can be displayed with or without additional user representation. By detecting forces and moments on the board or skis, the controller, using the simulation program, gives commands to perform the movements of the robotic arms and reflects these movements on the display device screen. The design allows the simulators of skis and / or boards to be rotated by the arms of the robotic arm around three axes and moved along three axes.
Способ тренировки горнолыжников, при котором осуществляют имитацию прохождения поворотов путем перемещения стоп, закрепленных на платформах имитаторов лыж, с помощью рук роботов-манипуляторов, где движения выполняются с использованием программы моделирования. Способ тренировки заключается в перемещении стоп с имитаторами лыж или доски в требуемых направлениях в соответствии со сценарием, представленным на экране, (изобретение DE 102012209569).A method for training alpine skiers, in which the imitation of cornering is carried out by moving the feet fixed on the platforms of the ski simulators using the arms of robotic manipulators, where the movements are performed using the simulation program. The training method consists in moving the feet with simulators of skis or boards in the required directions in accordance with the scenario presented on the screen (invention DE 102012209569).
Недостатки ближайшего аналога заключаются в следующем:The disadvantages of the closest analogue are as follows:
- Способ тренировки на данном тренажере не позволяет вырабатывать навыки для выполнения современных горнолыжных поворотов, так как не позволяет контролировать положение корпуса горнолыжника по отношению к стопам.- The method of training on this simulator does not allow developing skills for performing modern ski turns, since it does not allow controlling the position of the skier's body in relation to the feet.
- Датчики не обеспечивают контроля всех параметров, в частности положения и скорости перемещения стоп и корпуса, а также сил, действующих на корпус. Тем самым не обеспечиваются параметры, обеспечивающие безопасность пользователя.- The sensors do not provide control of all parameters, in particular the position and speed of movement of the feet and the body, as well as the forces acting on the body. This does not provide parameters that ensure the safety of the user.
- Заложенная в конструкцию защитная сеть, будет провисать, что не безопасно и не позволяет имитировать реальную конфигурацию склона.- The protective net embedded in the design will sag, which is not safe and does not allow simulating the real configuration of the slope.
- Конструкцией тренажера не предусмотрено создание имитации сил, действующих на горнолыжника при его движениях на реальной трассе.- The design of the simulator does not provide for the creation of imitation of forces acting on the skier during his movements on a real track.
Техническая задача группы предполагаемых изобретений (устройства и способа) заключается в создании тренажера для горнолыжников и способа тренировки на нем навыков, необходимых горнолыжнику, за счет контроля взаимоположения стоп и корпуса горнолыжника во всех фазах поворота, в обеспечении возможности контроля скорости перемещений, как стоп, так и корпуса горнолыжника, в возможности создания полного ощущения тех нагрузок, которые действуют на горнолыжника при спуске по реальным трассам и в то же время обеспечение полной безопасности во время тренировки.The technical task of the group of proposed inventions (device and method) is to create a simulator for skiers and a method of training on it the skills necessary for a skier by controlling the relative position of the skier's feet and body in all phases of the turn, in providing the ability to control the speed of movement, both and the skier's body, in the possibility of creating a complete feeling of those loads that act on the skier when descending on real tracks and at the same time ensuring complete safety during training.
Поставленная задача решается тем, что тренажер для горнолыжников, содержащий платформу, установленные на ней имитаторы лыж, каждый из которых соединен через соединительный элемент со своей рукой робота-манипулятора, контроллеры для управления движением рук роботов-манипуляторов, кроме того, датчики положения имитаторов лыж и сил, действующих на имитаторы лыж, защитные сетки, в отличие от ближайшего аналога дополнительно содержит седло для крепления корпуса горнолыжника (пользователя), которое через соединительный элемент соединено с рукой дополнительного робота-манипулятора, контроллер для управления движением этого робота-манипулятора и датчики положения корпуса горнолыжника (пользователя), скорости перемещения корпуса горнолыжника (пользователя) сил, действующих на корпус горнолыжника (пользователя), и датчики скорости перемещения имитаторов лыж, кроме того, защитные сетки снабжены системой роликов и натяжителей.The problem is solved by the fact that a simulator for skiers containing a platform, ski simulators installed on it, each of which is connected through a connecting element with its own arm of a robot manipulator, controllers for controlling the movement of robotic arms, in addition, position sensors for ski simulators and forces acting on ski simulators, protective nets, unlike the closest analogue, additionally contain a saddle for attaching the body of the skier (user), which is connected through a connecting element to the arm of an additional robot-manipulator, a controller for controlling the movement of this robot-manipulator and body position sensors of the skier (user), the speed of movement of the body of the skier (user) of the forces acting on the body of the skier (user), and sensors of the speed of movement of the ski simulators, in addition, the protective nets are equipped with a system of rollers and tensioners.
Поставленная задача решается тем, что в способе тренировки горнолыжников, при котором осуществляют имитацию прохождения поворотов путем перемещения стоп пользователя, закрепленных на платформах имитаторов лыж, с помощью рук роботов-манипуляторов, где движения выполняются с использованием программы моделирования, в отличие от ближайшего аналога дополнительно осуществляют перемещение корпуса горнолыжника (пользователя), закрепленного в седле, с помощью дополнительной руки робота-манипулятора, где движения выполняют с использованием программы моделирования, кроме того, при осуществлении имитации поворотов осуществляют создание усилий на стопы через имитаторы лыж и на корпус горнолыжника (пользователя) через седло с помощью рук роботов-манипуляторов, работающих в режиме поддержания заданных усилий, задаваемых программой моделирования.The problem is solved by the fact that in the method of training skiers, in which they simulate the passage of turns by moving the user's feet fixed on the platforms of ski simulators, using the hands of robotic manipulators, where the movements are performed using a simulation program, in contrast to the closest analogue, they additionally carry out movement of the body of the skier (user), fixed in the saddle, with the help of an additional arm of the robotic arm, where the movements are performed using the simulation program, in addition, when simulating turns, efforts are created on the feet through the ski simulators and on the body of the skier (user) through a saddle with the help of the arms of robotic manipulators operating in the mode of maintaining the given forces set by the simulation program.
Сущность группы изобретений заключается в следующем.The essence of the group of inventions is as follows.
Современный горнолыжный поворот выполняется за счет движений, обеспечивающих правильное взаимоположение корпуса горнолыжника и его стоп в каждой отдельной фазе поворота. От горнолыжника требуется очень быстро менять в правильных направлениях положение корпуса относительно стоп и стоп относительно корпуса. При выполнении поворота корпус горнолыжника движется относительно стоп по траектории, условно напоминающей 8-ку, расположенную поперек траектории спуска. Аналогично стопы горнолыжника двигаются относительно его корпуса по траектории, также напоминающей 8-ку, но в противоположном направлении. Точка пересечения двух овалов каждой 8-ки - это короткая фаза между предыдущим и новым поворотом - нулевая фаза. В нулевой фазе корпус горнолыжника на короткое время оказывается посередине между его стопами, как в боковом направлении, так и в продольном направлении.A modern ski turn is performed by movements that ensure the correct mutual position of the skier's body and his feet in each separate phase of the turn. The skier is required to very quickly change in the right directions the position of the body relative to the feet and feet relative to the body. When performing a turn, the skier's body moves relative to the feet along a trajectory that conventionally resembles an 8-ku located across the descent trajectory. Similarly, the skier's feet move relative to his body along a trajectory that also resembles an 8-ku, but in the opposite direction. The intersection point of the two ovals of each 8 is a short phase between the previous and new turn - the zero phase. In the zero phase, the skier's body is for a short time in the middle between his feet, both in the lateral direction and in the longitudinal direction.
При выполнении поворота горнолыжнику приходится прикладывать усилия из-за действующих на него центробежных сил.When making a turn, the skier has to exert efforts due to the centrifugal forces acting on him.
Предлагаемый тренажер имеет седло, соединенное с рукой робота-манипулятора, что позволяет отслеживать взаимное положение стоп и корпуса пользователя и управлять им. Дополнительные датчики отслеживают усилия на корпус, положение корпуса, а также скорости перемещений корпуса и стоп пользователя. За счет наличия системы роликов и натяжителей поддерживается плоскость из полотна (или сетки) между подвижными платформами с имитаторами лыж и неподвижными площадками, создавая подобие сплошного склона, на которое в том числе можно упираться лыжными палками, находящимися в руках пользователя.The proposed simulator has a saddle connected to the arm of the robotic arm, which allows you to monitor the relative position of the user's feet and body and control it. Additional sensors monitor body forces, body position, and the user's body and foot speeds. Due to the presence of a system of rollers and tensioners, a plane of canvas (or mesh) is maintained between movable platforms with ski simulators and fixed platforms, creating a semblance of a continuous slope, on which, among other things, you can rest with ski poles in the user's hands.
Тренажер позволяет осуществлять движения принудительно приводами, воздействующими на пользователя через руки роботов-манипуляторов, принуждая пользователя к выполнению правильных движений. С другой стороны, тренажер через руки роботов-манипуляторов оказывает на пользователя имитацию центробежных сил, в то время как пользователь самостоятельно выполняет движения для поворотов.The simulator allows for forced movements by actuators acting on the user through the hands of robotic manipulators, forcing the user to perform the correct movements. On the other hand, the simulator, through the hands of robotic manipulators, simulates centrifugal forces on the user, while the user independently performs movements for turns.
Тренажер может быть использован как для начальной отработки правильных навыков поворотов пользователей, так и для корректировки и закрепления правильных навыков у опытных горнолыжников.The simulator can be used both for the initial practice of correct turning skills of users, and for correcting and consolidating the correct skills among experienced skiers.
Конструкция и программное обеспечение тренажера дают возможность начинать отрабатывать необходимые навыки в очень медленном темпе. Если при поворотах на реальном склоне корпус горнолыжника, сильно смещающийся относительно стоп, удерживается от падения центробежными силами, возникающими при выполнении поворотов на большой скорости, то на тренажере эти центробежные силы, позволяющие удерживать корпус пользователя от падения, можно имитировать и при замедленных движениях.The design and software of the simulator makes it possible to start practicing the necessary skills at a very slow pace. If, when turning on a real slope, the skier's body, which is strongly displaced relative to the feet, is kept from falling by the centrifugal forces that occur when turning at high speed, then on the simulator these centrifugal forces, which make it possible to keep the user's body from falling, can also be imitated during slow movements.
Многократное повторение цикличных перемещений стоп и корпуса пользователя на тренажере позволяет закрепить правильные навыки и оказывает на пользователя воздействия, максимально подобные в своей совокупности тем, которые возникают в реальных условиях прохождения горнолыжной трассы с получением соответствующих ощущений.The repeated repetition of the cyclic movements of the user's feet and body on the simulator allows to consolidate the correct skills and has an effect on the user that is maximally similar in their totality to those that arise in real conditions of passing the ski slope with obtaining appropriate sensations.
Сущность предполагаемой группы изобретений поясняется графическими материалами, гдеThe essence of the alleged group of inventions is illustrated by graphic materials, where
На фиг. 1 изображена конструкция тренажера для горнолыжников.FIG. 1 shows the construction of a ski simulator.
На фиг. 2 изображена траектория перемещения корпуса горнолыжника по ходу выполнения поворотов.FIG. 2 shows the trajectory of movement of the skier's body in the course of making turns.
На фиг. 3 изображена траектория перемещения стоп горнолыжника по ходу выполнения поворотов.FIG. 3 shows the trajectory of movement of the skier's feet in the course of making turns.
На фиг. 4 изображены траектории одновременного перемещения корпуса и стоп горнолыжника по ходу выполнения поворотов.FIG. 4 shows the trajectories of the simultaneous movement of the body and the feet of the skier during the turns.
Тренажер (фиг. 1) состоит из платформ 2 с имитаторами лыж 3, на которых стоит пользователь 1. Имитаторы лыж 3 соединены с платформами 2 так, что есть возможность небольших перемещений имитатора 3 относительно платформы 2 в продольном направлении, упруго поворачиваться относительно вертикальной оси, а также упруго наклоняться в продольном и в поперечном направлении. Платформы 2 соединены через соединительный элемент 4 с руками 5 роботов-манипуляторов 6. Еще одна рука 7 дополнительного робота-манипулятора 8, воздействует на корпус пользователя 1 через седло 9. Крепление 10 седла 9 к корпусу пользователя 1 и к руке 7 робота 8 с одной стороны оставляет полную свободу движений пользователя 1, с другой стороны позволяет передавать все взаимные движения от руки 7 робота 8 на корпус пользователя 1 и от корпуса пользователя 1 на руку 7 робота 8. Управление приводами роботов-манипуляторов 6, 8, а также фильмами на экране 11 (или в виртуальном шлеме) выполняется блоком контроллеров 12.The simulator (Fig. 1) consists of platforms 2 with simulators of
Имеются датчики положения 13, скорости 14 и сил 15, которые пользователь 1 прикладывает к имитаторам лыж 3 и/или сил, действующих на пользователя со стороны имитаторов лыж. Датчики 13, 14 и 15 условно расположены на платформах 2. Имеется система датчиков положения 16, скорости перемещения 17 корпуса пользователя 1 и усилий 18, действующих на корпус пользователя 1. На рисунке эта система датчиков 16, 17 и 18 условно показана на седле 9. Место установки каждого датчика зависит от типа применяемого датчика и выбирается исходя из цели получения максимально достоверного сигнала.There are sensors for position 13,
Для защиты пользователя 1 вокруг платформ 2 расположены площадки 19. Для уменьшения риска травмы в случае падения пользователя 1 имеются сетки (или полотно) 20. Имеется система поддержания плоскости сетки (или полотна) 20 между платформами 2 и площадками 19, за счет системы роликов 21 и натяжителей 22.To protect the
Кроме того, чтобы избежать травмирования пользователя 1, на основании данных с датчиков 13, 14, 15, 16, 17, 18 управляющими сигналами блока контроллеров 12, приводами роботов-манипуляторов 6, 8 ограничиваются диапазоны и скорости движений, а также усилия, действующие на стопы в имитаторах лыж 3 и корпус пользователя 1 в седле 9.In addition, in order to avoid injury to the
В тренажере не обязательно использовать серийные роботы-манипуляторы. Это означает, что к разъемам 4 платформ 2 и к разъему 10 седла 9 могут быть прикреплены трехосевые поворотно-наклонные блоки с тремя степенями свободы вращения для обеспечения шестиосевого привода.It is not necessary to use serial robotic manipulators in the simulator. This means that to the
Возможен вариант конструкции тренажера с дополнительными роботами-манипуляторами, которые своими руками воздействуют на колени пользователя и дополнительными датчиками, принимающими сигналы о положении коленей (контроль параллельности голеней), о скорости их движения и о прилагаемых на них усилиях. В другом варианте возможны бесконтактные датчики контроля положений коленей.A variant of the design of the simulator with additional robotic manipulators, which with their own hands act on the user's knees and additional sensors that receive signals about the position of the knees (control of the parallelism of the legs), about the speed of their movement and about the efforts applied to them. Alternatively, contactless knee control sensors are possible.
Возможен вариант с использованием дополнительных роботов-манипуляторов, которые своими руками воздействуют на плечи пользователя и дополнительными датчиками, принимающими сигналы о положении плеч, о скорости их перемещения и о действующих на них усилиях.A variant is possible with the use of additional robotic manipulators, which with their own hands act on the user's shoulders and additional sensors that receive signals about the position of the shoulders, about the speed of their movement and about the forces acting on them.
Пользователь может удерживать равновесие с помощью палок, опирающихся на пол или на основание.The user can maintain balance using poles resting on the floor or base.
В случае использования тренажера для тренировок элементов виндсерфинга перед пользователем может устанавливаться имитация гика паруса.In the case of using a simulator for training windsurfing elements, an imitation of a sail boom can be installed in front of the user.
Тренажер для горнолыжников работает следующим образом.The simulator for skiers works as follows.
Стопы ног пользователя 1 (возможно в горнолыжных ботинках) закрепляют в крепления имитаторов лыж 3 на платформах 2 тренажера. На голову пользователя 1 надевают виртуальный шлем (в варианте со шлемом, при другом варианте перед пользователем 1 экран 11, на котором он видит картину склона с поворотными древками). К корпусу пользователя 1 устанавливают и закрепляют седло 9, предназначенное для контроля корпуса пользователя 1. В руках пользователя 1 палки, помогающие сохранять баланс.The feet of the user 1 (possibly in ski boots) are fixed in the mounts of the
Блок контроллеров 12, состоящий из отдельных контроллеров роботов-манипуляторов и видеоконтроллера, передает управляющие сигналы на привода роботов-манипуляторов 6, 8 и руками 5, 7 через соединительные элементы 4 и 10 воздействуют на пользователя 1 перемещением или сопротивлением перемещению платформ 2 с имитаторами лыж 3 и седла 9. Управляющие сигналы формируются замкнутыми системами управления в контроллерах с использованием сигналов датчиков 13, 14, 15, 16, 17, 18 и сигналов, формируемых видеоконтроллером, отражающих ситуацию на воображаемом склоне. Видеоконтроллер одновременно отражает все движения изменениями картинки на экране 11 (или в виртуальном шлеме). Системы натяжения сети (или полотна) 20, состоящие из роликов 21 и натяжителей 22 поддерживают плоскость между площадками 19 и платформами 2 по ходу перемещения последних.The block of
Работа тренажера предусматривает 6 основных режимов:The simulator operation provides 6 main modes:
1) Принудительное перемещение корпуса пользователя 1 посредством руки 7 робота-манипулятора 8, соединенной с седлом 9, относительно условно неподвижных стоп, закрепленных в имитаторах лыж 3. При этом, манипулятор 8, воздействующий на корпус пользователя 1, работает по всем координатам в двигательном режиме. Движения, передаваемые через седло 9 на корпус пользователя 1, синхронизированы с меняющимися поворотами на экране 11.1) Forced movement of the user's
2) Принудительное перемещение стоп пользователя 1, закрепленных в имитаторах лыж 3, относительно неподвижного корпуса пользователя 1.2) Forced movement of the feet of the
Манипуляторы 6, воздействующие на стопы пользователя 1, работают по всем координатам в двигательном режиме.
Движения, передаваемые через имитаторы лыж 3 на стопы пользователя 1, синхронизированы с меняющимися поворотами на экране 11.The movements transmitted through the
3) Создание переменных усилий на корпус пользователя 1 через седло 9, в то время когда пользователь 1 перемещает свой корпус относительно условно неподвижных стоп. Манипулятор 8, воздействующий на корпус пользователя 1 через седло 9, работает по всем координатам в генераторном режиме, поддерживая задаваемые контроллером 12 усилия.3) Creation of variable forces on the body of the
4) Создание переменных усилий на стопы пользователя 1 через платформы 2, в то время когда пользователь 1 перемещает их относительно условно неподвижного корпуса. Манипуляторы 6, воздействующие на стопы пользователя 1, работают по всем координатам в генераторном режиме, поддерживая задаваемые контроллером 12 усилия.4) Creation of variable forces on the feet of
5) Комплексное принудительное перемещение корпуса пользователя 1 седлом 9 и стоп платформами 2 в функции прохождения поворотов. Манипулятор 8, воздействующий на корпус пользователя 1 и манипуляторы 6, воздействующие на стопы пользователя 1 через платформы 2, работают по всем координатам в двигательном режиме, отрабатывая заданные контроллером 12 перемещения.5) Complex forced movement of the user's
6) Имитация ощущений, действующих на лыжника при выполнении поворотов, за счет создания переменных усилий на корпус через седло 9 и стопы пользователя 1 через платформы 2, в то время когда пользователь 1 воспроизводит двигательные навыки движениями, как корпуса, так и стоп для прохождения поворотов. Манипуляторы 6 и 8 работают по всем координатам в генераторном режиме, поддерживая задаваемые контроллером 12 усилия.6) Imitation of sensations acting on the skier when making turns by creating variable forces on the body through the saddle 9 and the user's
3-й, 4-й и 6-й режимы создают ощущение пружин переменной жесткости, работающих в допустимом диапазоне.The 3rd, 4th and 6th modes create the feeling of variable stiffness springs operating within an acceptable range.
Для обеспечения безопасности пользователя в 3-ем, 4-ом и 6-ом режимах предусмотрен аварийный переход приводов манипуляторов 6, 8 в двигательный режим с подержанием расчетного положения, если происходят перемещения за допустимые пределы.To ensure the safety of the user in the 3rd, 4th and 6th modes, an emergency transition of the drives of
Виртуальная среда пользователя 1 может выводиться на экран 11 с дополнительным представлением пользователя 1 или без него.The virtual environment of
За счет использования модификаций платформ, седла (трапеции) и программного обеспечения, тренажер можно применять для тренировок других видов спорта, таких как сноуборд, водные лыжи, виндсерфинг и прочих.Through the use of platform modifications, saddles (trapeze) and software, the simulator can be used for training other sports such as snowboarding, water skiing, windsurfing and others.
Способ тренировки горнолыжников на тренажере осуществляется следующим образом.The method of training skiers on the simulator is as follows.
Режимы работы тренажера и способ тренировки задает тренер по согласованию с пользователем. Пользователь 1 слышит в наушниках шлема слова тренера, объясняющего какой вид тренировки предстоит.The trainer operating modes and training method are set by the trainer in agreement with the user.
Тренер дает старт на начало тренировки. Картинка в шлеме (или на экране 11) показывает выезд на склон.The trainer starts at the beginning of the workout. The picture in the helmet (or on screen 11) shows the exit to the slope.
Для осуществления тренировки предусмотрено 6 основных режимов:There are 6 main modes for training:
1) Корпус пользователя 1 принудительно перемещают посредством руки 7 робота-манипулятора 8, соединенной с седлом 9, относительно условно неподвижных стоп, закрепленных в имитаторах лыж 3. Траектории перемещения корпуса 1 подобны траекториям 23, показанным на фиг. 2 Серая стрелка в траектории перемещения корпуса 23 показывает начало этой траектории (с нулевой фазы ф0) для выполнения очередного поворота. В первой фазе поворота (ф1) корпус пользователя продвигают по отношению к стопам вперед и внутрь (к центру) поворота. Во второй фазе (ф2), продолжая смещать корпус к центру поворота, в поперечном направлении корпус смещают к линии, проходящей через середину стоп, а в третьей, завершающей поворот фазе (ф3), корпус пользователя смещают немного назад и затем к уравновешенному положению посредине стоп (нулевая фаза ф0). Вертикально корпус держат примерно на одном уровне, несколько приподнимая в первой фазе поворота и опуская в третьей. При повороте в другую сторону все движения повторяют зеркально.1) The user's
2) Стопы пользователя 1, закрепленные в имитаторах лыж 3, принудительно перемещают посредством рук 5 роботов-манипуляторов 6 относительно неподвижного корпуса. Траектории перемещения стоп 24 подобны траекториям, показанным на фиг. 3.2) The feet of the
Серая стрелка в траектории перемещения стоп 24 показывает начало этой траектории (с нулевой фазы ф0) для выполнения очередного поворота.The gray arrow in the trajectory of movement of the
Движения стоп, относительно корпуса также осуществляют по траектории перечной 8-ки, только в противоположном направлении. Вначале стопы перемещают назад с отставанием от корпуса для занятия передней стойки в первой фазе поворота (ф1) и наружу от центра поворота, при этом лыжи оказываются поставленными на канты. Во второй фазе (ф2) стопы, находящиеся снаружи от корпуса, перемещают вперед на одну линию с корпусом в поперечном направлении. В третьей фазе (ф3) стопы перемещают с небольшим опережением корпуса в поперечном направлении и следом перемещают под корпус в короткой нулевой фазе (ф0) перед первой фазой (ф1) поворота в другую сторону.The movements of the feet, relative to the body, are also carried out along the trajectory of the
3) Рукой 7 робота-манипулятора 8 создают переменные усилия на корпус пользователя 1 через седло 9, аналогичные усилиям, действующим на горнолыжника на реальной трассе, в то время как пользователь перемещает свой корпус, имитируя повороты, относительно условно неподвижных стоп. Траектории перемещения корпуса 23 должны быть подобны траекториям, показанным на фиг. 2.3) The
В первой фазе поворота (ф1) пользователь продвигает корпус вперед по отношению к стопам и к центру поворота. Во второй фазе (ф2), пользователь продолжает смещать корпус к центру поворота, а в поперечном направлении смещает его назад к линии, проходящей через середину стоп. В третьей, завершающей поворот фазе (ф3), пользователь смещает корпус немного назад и затем смещает его к уравновешенному положению посредине стоп (нулевая фаза ф0). Вертикально пользователь держит корпус примерно на одном уровне, несколько приподнимаясь в первой фазе поворота и опускаясь в третьей. При повороте в другую сторону все движения пользователь повторяет зеркально.In the first phase of the turn (f1), the user moves the body forward in relation to the feet and towards the center of the turn. In the second phase (f2), the user continues to move the body to the center of rotation, and in the transverse direction moves it back to the line passing through the middle of the feet. In the third phase that completes the turn (φ3), the user shifts the body back a little and then shifts it to a balanced position in the middle of the feet (zero phase φ0). Vertically, the user holds the body at approximately the same level, rising somewhat in the first phase of the rotation and lowering in the third. When turning to the other side, the user repeats all movements in a mirror image.
Посредством руки 7 робота-манипулятора 8 имитируют усилия, действующие на горнолыжника, выполняющего поворот в реальных условиях.By means of the
4) Пользователь 1 перемещает стопы относительно условно неподвижного корпуса. Траектории перемещения стоп 24 должны быть подобны траекториям, показанным на фиг. 3.4)
Вначале пользователь перемещает стопы назад по отношению к корпусу и наружу от центра поворота для занятия передней стойки в первой фазе поворота (ф1), при этом лыжи оказываются поставленными на канты. Во второй фазе (ф2) пользователь перемещает стопы, находящиеся снаружи от корпуса, вперед к линии корпуса в поперечном направлении. В третьей фазе (ф3) пользователь перемещает стопы немного вперед, опережая корпус в поперечном направлении и следом затем под корпус в короткой нулевой фазе (ф0) перед первой фазой (ф1) поворота в другую сторону. Посредством рук 5 роботов-манипуляторов 6 через платформы 2 и имитаторы лыж 3 создают усилия на стопы пользователя, соответствующие каждой фазе поворота, тем самым имитируют ощущения, действующие на горнолыжника, выполняющего поворот в реальных условиях.First, the user moves the feet backward with respect to the body and outward from the center of the pivot to engage the front pillar in the first phase of the pivot (f1), with the skis on the edges. In the second phase (f2), the user moves the feet outside the body forward to the body line in the transverse direction. In the third phase (f3), the user moves the feet slightly forward, leading the body in the transverse direction and then under the body in a short zero phase (f0) before the first phase (f1) of the turn in the other direction. By means of the
5) Принудительно перемещают корпус пользователя 1 седлом 9 путем воздействия на него руки 7 робота-манипулятора 8. Одновременно стопы пользователя на имитаторах лыж 3 платформами 2 перемещают принудительно путем воздействия на них руками 5 роботов-манипуляторов 6 в функции прохождения поворотов, демонстрируемых на экране. Траектории принудительных перемещений корпуса и стоп подобны траекториям 23 и 24 на фиг. 45) The user's
В первой фазе поворота (ф1) корпус пользователя по траектории 23 перемещают по отношению к стопам вперед и к центру поворота. А стопы по траектории 24 перемещают назад по отношению к корпусу и наружу от центра поворота.In the first phase of rotation (φ1), the user's body along the
Во второй фазе (ф2), продолжая перемещать корпус к центру поворота, в поперечном направлении смещают его несколько назад. А стопы, находящиеся снаружи от корпуса, перемещают вперед, догоняя линию корпуса в поперечном направлении.In the second phase (f2), continuing to move the body to the center of rotation, in the transverse direction, it is shifted somewhat backward. And the feet outside the body are moved forward, catching up with the body line in the transverse direction.
В третьей, завершающей поворот фазе (ф3), корпус перемещают немного назад и затем к уравновешенному положению посредине стоп (нулевая фаза ф0). А стопы перемещают немного вперед, опережая корпус в поперечном направлении и затем перемещают под корпус в короткой нулевой фазе (ф0) перед первой фазой (ф1) поворота в другую сторону.In the third phase that completes the turn (φ3), the body is moved slightly back and then to a balanced position in the middle of the feet (zero phase φ0). And the feet are moved slightly forward, ahead of the body in the transverse direction and then moved under the body in a short zero phase (φ0) before the first phase (φ1) of turning in the other direction.
6) Пользователь воспроизводит двигательные навыки для прохождения поворотов, выполняя движения, как корпуса, так и стоп в соответствии с демонстрацией на экране. Траектории движения корпуса 23 и стоп 24 должны быть подобны траекториям, показанным на фиг. 4.6) The user reproduces motor skills for cornering, performing movements of both the body and the feet in accordance with the demonstration on the screen. The paths of movement of the
В первой фазе поворота (ф1) пользователь перемещает корпус по отношению к стопам по траектории 23 вперед и к центру поворота, а стопы перемещает по траектории 24 назад и наружу от центра поворота. Во второй фазе (ф2), продолжая перемещать корпус к центру поворота, в поперечном направлении перемещает его несколько назад. А стопы, находящиеся снаружи от корпуса, пользователь перемещает вперед к линии корпуса в поперечном направлении.In the first phase of rotation (φ1), the user moves the body relative to the feet along the
В третьей, завершающей поворот фазе (ф3), пользователь перемещает корпус немного назад и затем от центра поворота к уравновешенному положению посредине стоп (нулевая фаза ф0). А стопы перемещает немного вперед, опережая ими корпус в поперечном направлении, и затем под корпус в короткой нулевой фазе (ф0) перед первой фазой поворота в другую сторону.In the third phase that completes the turn (φ3), the user moves the body a little back and then from the center of rotation to a balanced position in the middle of the feet (zero phase φ0). And the feet move slightly forward, ahead of the body in the transverse direction, and then under the body in a short zero phase (φ0) before the first phase of the turn in the other direction.
Рукой 7 робота-манипулятора 8 создают переменные усилия на корпус пользователя 1 через седло 9. Руками 5 роботов-манипуляторов 6 через имитаторы лыж 3 и платформы 2 создают переменные усилия на стопы пользователя. Тем самым имитируют ощущения, действующие на горнолыжника, выполняющего поворот в реальных условиях. Начальные тренировки проводят на условно пологом склоне. Задают небольшую скорость и диапазон движений (развод поворотных древков небольшой), медленный темп.The
После закрепления навыков в медленном темпе, темп движений увеличивают. Увеличивают крутизну виртуального склона. Увеличивают развод поворотных древков, а значит, увеличивают диапазон движений. Постепенно переходят к самым крутым экстремальным трассам и к тренировкам на максимальных скоростях. Условно трасса может быть бесконечной - для многократного повторения необходимых движений и, в конце концов, для выработки и закрепления профессиональных навыков выполнения поворотов.After consolidating skills at a slow pace, the pace of movements is increased. Increase the steepness of the virtual slope. They increase the spread of the pivot shafts, which means they increase the range of motion. They gradually move on to the steepest extreme tracks and to training at maximum speeds. Conventionally, the track can be endless - for the repeated repetition of the necessary movements and, in the end, for the development and consolidation of professional skills in making turns.
Преимущества предлагаемого тренажера для горнолыжников и способа тренировки на нем:The advantages of the proposed ski simulator and the method of training on it:
- за счет многократных повторений вырабатывает мышечную память правильных движений корпуса и ног при выполнении горнолыжных поворотов, (закрепление навыков),- due to repeated repetitions, it develops muscle memory of the correct movements of the body and legs when performing ski turns, (consolidation of skills),
- дает возможность начинать отработку движений в замедленном темпе,- makes it possible to start practicing movements in slow motion,
- приучает к правильным движениям вначале принудительно за счет приводов, а затем отслеживая правильные движения пользователя,- teaches to the correct movements at first forcibly due to the drives, and then tracking the correct movements of the user,
- дает пользователю возможность ощущать воздействия сил, изменяемых по ходу каждого поворота (в том числе позволяющих сохранять баланс),- gives the user the opportunity to feel the effects of forces that change during each turn (including those allowing to maintain balance),
- обеспечивает максимальную безопасность во время тренировок.- ensures maximum safety during training.
Пользователь на данном тренажере получает навыки практически полностью идентичные тренировкам на реальных склонах при этом безопасно. Тренировки могут проходить круглогодично независимо от сезона.The user on this simulator receives skills almost completely identical to training on real slopes while safely. Trainings can take place all year round regardless of the season.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020109488A RU2728086C1 (en) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Simulator for skiers and method of training on it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020109488A RU2728086C1 (en) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Simulator for skiers and method of training on it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2728086C1 true RU2728086C1 (en) | 2020-07-28 |
Family
ID=72085547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020109488A RU2728086C1 (en) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Simulator for skiers and method of training on it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2728086C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802735C1 (en) * | 2023-02-28 | 2023-08-31 | Владимир Викторович Михайлов | Alpine skiing simulator |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3912260A (en) * | 1972-12-07 | 1975-10-14 | Walton M Rice | Skiing simulator |
US4396189A (en) * | 1981-02-26 | 1983-08-02 | Jenkins G William | Exercising machine, skiing teaching machine and skiing simulator |
US5792031A (en) * | 1995-12-29 | 1998-08-11 | Alton; Michael J. | Human activity simulator |
RU2514603C2 (en) * | 2012-02-28 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Device for training leg muscles and coordination of movements in children, with elements of intellectual games |
EA020044B1 (en) * | 2012-05-11 | 2014-08-29 | Роман Анатольевич Пастушенко | Ski simulator |
-
2020
- 2020-03-03 RU RU2020109488A patent/RU2728086C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3912260A (en) * | 1972-12-07 | 1975-10-14 | Walton M Rice | Skiing simulator |
US4396189A (en) * | 1981-02-26 | 1983-08-02 | Jenkins G William | Exercising machine, skiing teaching machine and skiing simulator |
US5792031A (en) * | 1995-12-29 | 1998-08-11 | Alton; Michael J. | Human activity simulator |
RU2514603C2 (en) * | 2012-02-28 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Device for training leg muscles and coordination of movements in children, with elements of intellectual games |
EA020044B1 (en) * | 2012-05-11 | 2014-08-29 | Роман Анатольевич Пастушенко | Ski simulator |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802735C1 (en) * | 2023-02-28 | 2023-08-31 | Владимир Викторович Михайлов | Alpine skiing simulator |
RU2812123C1 (en) * | 2023-10-26 | 2024-01-23 | Владимир Викторович Михайлов | Alpine skiing simulator |
RU2812124C1 (en) * | 2023-10-30 | 2024-01-23 | Владимир Викторович Михайлов | Simulator for skiers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5792031A (en) | Human activity simulator | |
US10646768B2 (en) | Virtual reality haptic system and apparatus | |
Liebermann et al. | Advances in the application of information technology to sport performance | |
EP0843297B1 (en) | Flight simulation game apparatus | |
US5536225A (en) | Skiing simulator system combining ski training and exercise | |
RU2689445C1 (en) | Method of imitating biathlete or skier participation in competitions of any level, in trainings and device for its implementation | |
US20120142416A1 (en) | Simulated recreational, training and exercise system | |
CN109876369A (en) | A kind of VR human-computer interaction all-round athletic event and universal treadmill | |
US11083967B1 (en) | Virtual reality haptic system and apparatus | |
US20010049322A1 (en) | Ski simulator | |
US11614796B1 (en) | Virtual reality haptic system and apparatus | |
CN107233718B (en) | Virtual reality skiing training system and method matched with sensor | |
CN113318414B (en) | Multi-degree-of-freedom simulated skiing training system and training method | |
WO2005061056A3 (en) | An apparatus for physical exercise, and a crank device and foot supporting platforms for use with such apparatus | |
CN107158680B (en) | Sliding motion simulator | |
CN107519633B (en) | Gliding movement simulation device | |
CN107519629B (en) | Sliding motion simulator | |
CN110102019A (en) | Skiing experiencing machine and skiing experiencing system | |
WO2019011281A1 (en) | Chassis device for slide motion simulating apparatus | |
CN111195425A (en) | Sled motion simulation system and method | |
Wu et al. | Vr alpine ski training augmentation using visual cues of leading skier | |
RU2646324C2 (en) | Method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation | |
KR20160082658A (en) | snow board system | |
Vaughan | Computer simulation of human motion in sports biomechanics | |
RU2640439C1 (en) | Method of imitation of displacement in virtual reality |