Инерционный тренажер (варианты)
Полезная модель относится к области спорта, развлечений и аттракционов. Инерционный тренажер состоит из корпуса в виде нижней части тора, при этом торовая поверхность может быть переменного сечения в виде улиты, приводимый во вращение вокруг своей оси от двигателя с приводом, обеспечивающим переменную и реверсную скоростью вращения, выполнен в виде нижней части тора с неподвижной площадкой и установлен на опорных колесах, по крайней мере одно из которых связано с приводом его вращения, а на опорной поверхности смонтирован пропущенный через центр площадки корпуса ствол шахты с дверными проемами и устройством для подъема пользователя на площадку и дублирующей лестницей снаружи. Корпус выполнен с возможностью заполнения водой до уровня площадки и перетока ее через соединенные между собой по спирали трубами коллекторы. 3 ил.
Полезная модель относится к области спорта, развлечений и аттракционов. Тренажер позволяет моделировать ситуации, при которых человек испытывает физические нагрузки де-факто и вынужден на них реагировать, выполняя те же действия что и серфингист е реальной обстановке на гребне, склоне или "в трубе" бегущей морской волны.
Таким образом, для развития данных компонент у спортсмена условия тренировки должны быть максимально приближены к реальным действиям. Так как использование механических тренировочных устройств в силу их конструкций не позволяет выработать алгоритм воздействия на спортсмена, адекватный реальным условиям, то представляется целесообразным изменить условия тренировок. Изменение условий заключается в том, что тренировка должна представлять собой совокупность действий, направленных на формирование силовых опорных конструкций, определенное положение которых организует у спортсмена высокую позиционную устойчивость внешнему воздействию.
Настоящая полезная модель предназначена для использования в инерционных тренажерах, описанных, например, в патентах RU 
85094, А63В 22/00, опубл. 27.07.2009 и 83929, А63В 21/00, опубл. 27.07.2009, которые предназначены для создания реальных физических ощущений на водной поверхности для серфингиста.
Так, например в RU 85094 описан инерционный тренажер, который содержит корпус, приводимый во вращение от двигателя с приводом, обеспечивающим переменную скорость вращения и реверсирование, корпус выполнен в виде нижней части тора и установлен на опорных колесах, по крайней мере одно из которых связано с приводом его вращения, на опорной поверхности смонтирована пропущенная через центр площадки лифтовая шахта с дверными проемами для подъема пользователя на площадку, а на лифтовой шахте неподвижно закреплена карусель, которая выполнена с каретками перемещения в радиальном направлении относительно корпуса строп, предназначенных для прикрепления к пользователю, при этом корпус выполнен с возможностью заполнения водой и перетока ее через связанные между собой трубами коллекторы, один из которых смонтирован в верхней части стенки корпуса по периметру последнего, а другой - у площадки.
А в RU 83929 описан инерционный тренажер, содержащий площадку на оси, приводимую во вращение от двигателя с приводом, обеспечивающим переменную скорость вращения и реверсирование, корпус расположен под платформой и выполнен в виде нижней части тора, в центре которого расположена ось платформы, окруженная площадкой с наклоном к оси, при этом корпус связан с приводом вращения оси, ось платформы выполнена в виде ствола лифтовой шахты с дверными проемами для подъема с площадки на платформу, а корпус выполнен с возможностью заполнения водой и перетока ее через связанные между собой трубами коллекторы, один из которых смонтирован в верхней части стенки корпуса, а другой у площадки. Данное решение принято в качестве прототипа.
В известных тренажерах аутовизуальные и мышечные нагрузки на спортсмена достигаются при движении по окружности, когда на тело действует сила инерции. Создание "центробежной силы" вызывает физическое ощущение, например: движение по склону горы для сноубордиста.. Корпус тренажера, заполненный некоторым объемом воды, при вращении моделирует водную поверхность в виде серповидного месяца. Спортсмен вынужден предпринимать действия: мускульные усилия для закладывания виражей, наклоны для фиксации центра тяжести тела в пространстве и т.д., как реакцию на условия создаваемые тренажером, имитирующим выбранную среду. Работа тренажера основана на наличии сил инерции вращения, создающих поле центробежных сил, которое в силу выбранной конфигурации корпуса придает поверхности воды требуемую кривизну.
Недостатком данного решения является то, что в рамках тренировок не могут быть достигнуты реальные условия, в которых спортсмену придется выполнять те или иные технические приемы. Это обусловлено тем, что при вращении корпуса вода формирует на стенке корпуса относительно выровненную поверхность, соответствующую спокойному состоянию водной поверхности моря (океана).. Не позволяет сформировать волнение на поверхности и тем более волны, которые позволяли бы проводить тренировки в динамичном режиме, приближенном к реальному состоянию поверхности воды моря.
Технический результат, который может быть получен при реализации предложенного устройства заключается в повышении эффективности тренировки за счет создании эффекта «бегущей волны» на водной поверхности корпуса инерционного тренажера, что позволит развивать координацию движения и статокинетическую помехоустойчивость спортсмена внешнему силовому воздействию в реальных условиях, повторяющих условия проведения спортивного состязания.
Указанный технический результат достигается тем, что инерционный тренажер, содержащий корпус в виде нижней части тора, приводимый во вращение от двигателя с приводом, обеспечивающим переменную скорость вращения и реверсирование, а площадка закреплена неподвижно относительно ствола шахты с дверными проемами для подъема с опорной поверхности на площадку, а тренажер снабжен водооборотной системой для заполнения корпуса водой и перетока ее через связанные между собой трубами коллекторы, один из которых смонтирован в верхней части стенки корпуса, а другой у площадки, а торовая поверхность корпуса, которая заполняется водой до уровня площадки, выполнена переменного сечения в виде улиты, а ствол шахты выполнен с устройством подъема пользователя на площадку.
Технический результат более полно достигается при придании внутренней поверхности корпуса тренажера ребристости в виде отстающих спиралей, что позволит изменить характеристики волны увеличив ее высоту, а тем самым крутизну ската или уменьшить обороты вращения корпуса тренажера не меняя характеристик волны.
Максимальный технический результат достигается при устройстве на тренажере водооборотной системы, которая позволит при вращении корпуса тренажера придать волне большую высоты и крутизну вплоть до закручивания "в трубу". Для этого осуществляем перемещение воды по внутренней поверхности корпуса снизу и середины на периферию и вверх создавая внизу у площадки подпор за счет постоянного притока воды. Для притока воды используется водооборотнай система, которая устроена таким образом, что вода, перемещаясь по внутренней поверхности корпуса снизу вверх, собирается в верхнем коллекторе по всему периметру корпуса, а оттуда посредством переливных труб направляется в нижний коллектор по периметру площадки, откуда в свою очередь под напором снова подается во внутрь корпуса. Если вода из центральной и нижней части корпуса по внутренней поверхности поднимается вверх за счет ускорения переносного движения направленного в сторону стенок корпуса тренажера, то для перемещения воды из верхнего периферийного коллектора в нижний коллектор у площадки, используется сеть переливных труб, расположенных на корпусе тренажера в виде лидирующих спиралей и соединяющие коллекторы между собой, что позволяет при наличии кариолисовых сил инерции перекачивать воду с периферийного коллектора в центральную зону.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами, представленными на фиг.1-3. где:
фиг.1 - представлено устройство тренажера с водооборотной системой, первый пример исполнения;
фиг.2 - вид в плане на корпус с ребрами в виде спиралей
фиг.3 - представлено устройство тренажера с водооборотной системой, обеспечивающей противоток.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается инерционный тренажер с водооборотной системой, обеспечивающей формирование волн на водной поверхности.
Инерционный тренажер содержит корпус, выполненный в виде нижней части тора, когда торовая поверхность может быть выполнена переменного сечения, например, в виде улиты, вращающегося вокруг своей оси от двигателя с приводом через систему ведущих и ведомых колес, при этом корпус выполнен с возможностью заполнения водой из водооборотной системы и перетока ее из коллектора в коллектор через трубы, соединяющие между собой коллекторы, один из которых смонтирован в верхней части стенки корпуса по периметру последнего, а другой по периметру площадки,
Ниже рассматривается пример исполнения такого инерционного тренажера с водооборотной системой.
Инерционный тренажер, например аттракцион (фиг.1) представляет собой чашу, состоящую из корпуса 1, выполненного в виде нижней части тора, при этом тор может быть переменного сечения по внутренней рабочей поверхности, например, в виде улиты 2. Корпус вращается вокруг своей оси от двигателя 3, связанного с приводом в виде вариатора 4 для обеспечения вращения с заданной переменной скоростью вращения и реверса 5, связанного с ведущим колесом 6, сидящим на оси 7. Таких приводных колес может быть несколько. Корпус поддерживается системой ведомых колес 8. Ведомые колеса 8, в свою очередь, смонтированы на рамах 9, которые неподвижно установлены на опорной поверхности 10. В центре корпуса 1 тренажера на опорной поверхности 10 выполнена пропущенная через например,, центр площадки 11 корпуса неподвижная например лифтовая шахта 12 с дверными проемами 13 и с устройством для подъема пользователя на неподвижную площадку 11, устройство подъема может быть лифт (на чертеже не показан или лестница 14, смонтированная снаружи шахты и которая используется в качестве дополнительного средства для подъема или спуска пользователей. Корпус тренажера представляет собой нижнюю часть тора с образованием торовой вогнутой поверхности, которая может быть выполнен переменного сечения в виде улиты 2 (фиг.12), а так же рабочая поверхность нижней части тора может быть выполнена ребристой, например, с ребрами 15 (фиг.2) в виде отстающих спиралей (по отношению к направлению вращения корпуса). Полость корпуса 1 заполняется водой 16 из водооборотной системы тренажера, но не выше уровня 17 (отметка высоты площадки 11). По периметру корпуса 1, в верхней его части расположен коллектор 18, а вокруг площадки 11 по периметру расположен коллектор 19. Коллекторы 18 и 19 соединены между собой переливными трубами 20, через запорно-регулирующую арматуру 21, обеспечивающей распределение потоков воды. Эта водооборотная система может включать в себя устройства водоподготовки (водоочистки, водоподогрева и т.д).
В этом случае при вращении корпуса тренажера с определенной скоростью вокруг своей оси, вода ровным слоем распределится по поверхности торообразного корпуса на периферии и образует воронку в виде параболоида вращения, схожую с профилем бегущей волны. Рассмотрим в этом случае три характерные точки на поверхности слоя воды при вращении корпуса тренажера, подобного вертикальной центрифуги.
В тачке "А" наблюдается эффект скатывания вниз, так как сила веса в составе результирующей сил является доминирующей. В точке "Б" наблюдается эффект скатывания вниз и к периферии. Между ними пограничная точка "В", где равнодействующая сил перпендикулярна свободной поверхности воды и появляется эффект нахождения на горизонтальной поверхности. Как видно из описания и рисунка при вращении корпуса тренажера, формируется бегущая волна в виде серповидного месяца.
Основная идея тренажера заключается в том, что бы создать аутовизуальные и мышечные нагрузки на серфингиста, соответствующих реальным, что достигается при формировании водной поверхности по конфигурации и перемещению сопоставимых с морской бегущей волной. Главная задача - создание "центробежной силы", которая своим действием вызывает формирование бегущей волны. Для увеличения кривизны и высоты волны используется водооборотная система тренажера, когда трубы, соединяющие коллекторы 18 и 19, расположены по спирали на корпусе 1.
Особенностью такого тренажера является то, что его конструктивные особенности позволяют образовывать на водной поверхности в корпусе волны, имитирующие волны в море. Этот эффект получают следующим образом.
Приводим во вращение с постоянной угловой скоростью вокруг вертикальной оси корпус 1 в виде чаши или нижней части тора, заполненный некоторым объемом воды. При этом корпус должен иметь очертания параболоида вращения, чтобы при вращении параболоида с жидкостью вокруг вертикальной оси с определенной угловой скоростью вода распределилась по его поверхности тонким слоем, практически постоянной толщины. Это произойдет при вращении сосуда вокруг вертикальной оси, когда жидкость будет испытывать ускорение переносного движения, направленного в сторону стенок корпуса, тогда равнодействующая двух сил (силы тяжести и центробежной силы) будет направлена по нормали к свободной поверхности жидкости в каждой точке поверхности. Отсюда: свободная поверхность жидкости, находящаяся в равномерно вращающемся вокруг его вертикальной оси сосуде, будет иметь вид параболоида вращения. Поэтому водный аттракцион имеет вид эллиптического параболоида, а разность уровней на периферии и в центре параболоида, относительно горизонтальной поверхности, образует "стоячую волну" значительной высоты.
Эффект "бегущей волны" усиливается от придания внутренней поверхности вращающего сосуда ребристости в виде выпуклых спиралей типа выпуклостей, спирально протянутых по стенке корпуса. В зависимости от направления вращения аттракциона характеристики "стоячей волны" меняются. При лидирующих спиралях "стоячая волна" ниже, но глубже, а при отстающих спиралях наоборот. Эффект волны образуется за счет перетекания воды через препятствие из выпуклостей. Так как выпуклости расположены спирально, то создается визуальное ощущение «стоячей волны».
Для организации перемещения потока воды по внутренней вращающейся поверхности корпуса снизу вверх (что усиливает схожесть искусственно создаваемой "бегущей волны" с океанской), можно использовать ранее описанную водооборотную систему. Водооборотная система устроена таким образом, чтобы вода, перетекающая через край аттракциона по периметру, собиралась в верхнем коллекторе и по трубам перетекала в нижний коллектор, откуда в свою очередь подавалась на внутреннюю полость аттракциона. При вращении корпуса вода образовала свободную поверхность в виде параболоида, и разность уровней относительно горизонтальной поверхности означает только одностатистическое одинаково давление в любой точке на свободной поверхности. А если нет перепада давления, то его можно создать искусственно за счет подпора с нижнего коллектора. Для движение слоя воды по внутренней поверхности корпуса снизу вверх надо организовать отбор воды из верхнего коллектора с перетоком ее по трубам в нижний коллектор. Это достигается путем расположения труб, соединяющих коллекторы, в виде направления воды на внутренней поверхности вращающего корпуса сверху вниз, трубы располагают в порядке отстающих спиралей. Ну а если переливные трубы разместить по меридианам, то водооборотная система работать не будет. Уменьшение или увеличение кривизны спирали за счет смещения концов труб относительно коллекторов (трубы не жесткие), как и применение запорно-регулирующей арматуры позволит равномерно распределять воду по всей внутренней поверхности корпуса даже в том случае, когда его поверхность выполнена в виде улиты (одного неполного оборота шнека). При необходимости, выброс воды на внутреннюю поверхность корпуса можно обеспечить не равномерно, в зависимости от планируемого трюка или получения желаемого эффекта, а именно регулируя поток воды из труб при помощи запорно-регулирующей арматуры, а именно увеличивая или уменьшая подачу воды в зону поверхности рабочей поверхности корпуса.
Настоящая полезная модель промышленно применима, может быть реализована с использованием известных технологий построения спортивных сооружений.
1. Инерционный тренажер, содержащий корпус в виде нижней части тора, приводимый во вращение от двигателя с приводом, обеспечивающим переменную скорость вращения и реверсирование, а площадка закреплена неподвижно относительно ствола шахты с дверными проемами для подъема с опорной поверхности на площадку, а тренажер снабжен водооборотной системой для заполнения корпуса водой и перетока ее через связанные между собой трубами коллекторы, один из которых смонтирован в верхней части стенки корпуса, а другой у площадки, отличающийся тем, что торовая поверхность корпуса, которая заполняется водой до уровня площадки, выполнена переменного сечения в виде улиты, а ствол шахты выполнен с устройством подъема пользователя на площадку.
2. Инерционный тренажер, содержащий корпус в виде нижней части тора, приводимый во вращение от двигателя с приводом, обеспечивающим переменную скорость вращения и реверсирование, площадка закреплена неподвижно относительно ствола шахты с дверными проемами для подъема с опорной поверхности на площадку, а тренажер снабжен водооборотной системой для заполнения корпуса водой и перетока ее через связанные между собой трубами коллекторы, один из которых смонтирован в верхней части стенки корпуса, а другой у площадки, отличающийся тем, что торовая поверхность корпуса, которая заполняется водой до уровня площадки, выполнена с ребрами в виде отстающих спиралей по отношению к направлению преимущественного вращения корпуса, при этом ствол шахты выполнен с устройством подъема пользователя на площадку.
3. Инерционный тренажер, содержащий корпус в виде нижней части тора, приводимый во вращение от двигателя с приводом, обеспечивающим переменную скорость вращения и реверсирование, площадка закреплена неподвижно относительно ствола шахты с дверными проемами для подъема с опорной поверхности на площадку, а тренажер снабжен водооборотной системой для заполнения корпуса водой и перетока ее через связанные между собой трубами коллекторы, один из которых смонтирован в верхней части стенки корпуса, а другой у площадки, отличающийся тем, что трубы водооборотной системы расположены на корпусе в виде лидирующих спиралей и выполнены с возможностью подачи воды противотоком к направлению перетекания воды из коллектора в верхней части стенки корпуса в коллектор у площадки.
