Велотренажер

/16 63 В 23 06 ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТ ГОСУД АРСТВЕННЬМ ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕ Я ЕН ВТОЕСКОМ ДЕТЕЛЬСТВ У епи Сл"Медицинская техника", Бо 1 па (Сток -гольм) Швеция, 1980 г. (Сус 1 е егяошеТеч 380 В Бечч 1 яе Мапиа 1 Б 1 ешепяЕ 1 еаа АВ Мео 1 с 1 пя 1 с Текп 1 к Бо 1 па(57) Изобретение относится к областиспортивных тренажеров, в частности квелотренажерам. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности тренажера путем введения изокинетического режима. В изокияетическом режиме работы сигнал, пропорциональный скорости вращения педалей,сравнивается с сигналом опорногонапряжения, поступающим с задатчиканагрузки, и при превышении его уровня сигнал обратной связи увеличивается, нагрузка возрастает, не даваятренирующемуся превысить заданноезначение скорости. В режиме постоянной мощности и постоянного моментасигнал обратной связи поддерживаетнагрузку в заданных пределах при любой скорости вращения. 1 ил.Изобретение относится к спортивнымтренажерам, в частности к велотренажерам.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счет 5введения изокинетического режима работы.На фиг.1 изображена функциональная схема велотренажера.Велотренажер имеет генераторныиЮузел с педальным приводом 1, блок нагрузки 2, преобразователь напряжения3, усилитель мощности 4, датчик момента 5 перемножитель 6, переключа 915тель режима работы 7, тахометр 8,блок сравнения 9, задатчик нагрузки10, аналоговые ключи 11, 12 и 13, инвертирующие усилители 14,15, усилитель 16 конденсатор 17, источник упЭ20равляющего напряжения 18.Велотренажер работает следующимобразом,В режимах постоянной мощности ипостоянного момента переключатель 7находится в положении 2 либо в положении 1, ключи 11 и 12 открыты, аключ 13 закрыт, Сигнал опоры е задатчика нагрузки 10 поступает через открытый ключ 12 на вход блока сравне, ния 9, конденсатор 17 подключен квходу операционного усилителя. Еслисигнал опоры превышает сигнал с перемножителя 6 или с датчика момента 5,то на выходе усилителя 16 и, соответ 35ственно, усилителя мощности 4 сигналОС растет, увеличивая ток в обмоткевозбуждения генератора, что приводитк увеличению нагрузки и наоборот.Этим поддерживается постоянное значение нагрузки на педальном валу.При работе в изокинетическом режиме переключатель 7 включается ,в третье положение, при этом закрываютсяключи 11 и 12 и открывается ключ 12,тем самым отключается конденсатор17 от входа усилителя 16 и усилитель16 начинает работать в режиме усилителя напряжения, Сигнал опоры приэтом проходит через ключ 13 и инвертирующий усилитель 15 с коэффициентомусиления 1. Рассмотрим работу схемы.В этом режиме, как видно из схемы,сигналом обратной связи, регулирующим нагрузку, является сигнал, пропорциональный. скорости вращения педалей, причем, если в режимах постоянной мощности и постоянного моментапри превышении реального сигнала над сигналом опорного напряжения, задающим нагрузку, сигнал обратной связи уменьшается, уменьшая ток в обмотке возбуждения генератора и поддерживая нагрузку на заданном уровне, то в изокинетическом режиме, в случае превышения скорости вращения педалей над заданной, нагрузка должна резко возрасти, не давая тренирующемуся превышать заданное значение скорости и заставляя его работать все время смакимальным усилием.При превышении сигналом, пропорциональным числу оборотов, значения опорного сигнала напряжение обратной связи должно не уменьшаться, как в двух предыдущих режимах, а наоборот, увеличиваться. Поэтому для соблюдения необходимого соотношения фаз сигналов и установлены инвертирующие усилители 14 и 15. В режимах постоянной мощности и момента для исключения рывков на педалях сигнал обратной связи затягивается с помошью интегратора. В изокинетичцском режиме при резкой попытке увеличенияскорости вращения, система должнамгновенно срабатывать и включать дополнительную нагрузку, Поэтому вэтом режиме конденсатор 17 интегратора отключается и усилитель 16 переходит в режим линейного усилителя.Схема работает следующим образом.При установке задатчиком нагрузки 10 заданного значения скорости соответствующее ему опорное напряжениепоступает через открытый ключ 13 иинвертирующий усилитель 15 на входблока сравнения. Сигнал, пропорциональный реальной скорости вращенияпедалей с выхода преобразователянапряжения 3 поступает на вход инвертирующего.усилителя 14 и с его выхода - на вход того же блока 9. Еслискорость вращения ниже установленнойи сигнал с усилителя 14 меньше противофазного ему сигнала опорного напряжения,о нагрузка на педалях мала ипри сближении опорного и реальногосигналов начинает постоянно увеличиваться. Как только сигнал с блока 6превысит значение опорного йапряжения,блок 9, имеющий большой коэффициентусиления, выдает сигнал на резкоеувеличение нагрузки, т.е. тренирующийся не сможет превысить заданноеему значение скорости вращения педалей, 1289517Таким образом, введение изокинетического режима в велотренажерах позволяет повысить эффективность тренировочного процесса, а также создает новые эффективные способы поддержания работоспособности и необходимого функционального состояния организма.Формула изобретенияВелотренажер, содержащий генераторный узел с педальным приводом, первый выход которого соединен с блоком нагрузки, второй выход соединен со входом преобразователя напряжения, вход генераторного узла соединен с усилителем мощности, а третий выход со входом датчика момента, выход которого соединен с первым входом пе" ремножителя и первым неподвижным контактом переключателя режима работы, второй неподвижный контакт которого соединен с выходом перемножителя, вторым входом соединенного с первым выходом преобразователя напряжежения, ко второму выходу которого подключен тахометр, подвижный контакт переключателя режима соединен с первым входом блока сравнения и за- ЗО датчик нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет введения изокинетического режима работы он содержит аналоговые ключи,инвертирующие усилители, усилитель,конденсатор и источник управляющегонапряжения, а переключатель режимовработы имеет дополнительную секцию,причем первый выход преобразователянапряжения дополнительно соединенсо входом первого инвертирующегоусилителя, выход которого соединенс третьим неподвижным контактом переключателя режима работы, подвижныйконтакт дополнительной секции соединен с источником управляющего напряжения, первый и второй неподвижныеконтакты соединены с управляющим выводом первого аналогового ключа иуправляющим выводом второго аналого"вого ключа, третий неподвижный контакт дополнительной секции переключателя режимов работы соединен с управляющим выводом третьего аналоговогоключа, выход задатчика нагрузки соединен с входами второго и третьегоаналоговых ключей, выход второгоаналогового ключа соединен со вторымвходом блока сравнения и с выходомвторого инвертирующего усилителя,входом соединенного с выходом третьего аналогового ключа, выход блокасравнения соединен со входом усилителя и входом первого аналогового ключа, выход которого через конденсаторсоединен со входом усилителя мощ-ности,1289517 Составитель А.Захарченкодактор А.Долинич Техред Л,Олейник . Корректор Н,Король каз 7840/ Подписнмитета СССР Тираж 420 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауи открытии ская наб д. 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород. ул.Проектная, 4