Велотренажер

)5 А 63 В 69/16 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) Е ЛИСА БРЕТЕНИЯ ЬСТ АВТОРСКОМУ СВИ 12 (21) 4822205/12 . ми реверсивного счетчика 15. Нагрузка на (22) 03.05.90 ведущие колеса велосипедов задается бло- (46) 30.04.93, Бюл, М 16ком программ 12, од реверсивного счетчи- (71)Научно-производственноеобъединение ка 15 поступает на индйкаторы 3, "Сейсмотехника" . установленные на велосипедах 2, а также (72) В,Г.Бинкин, В.В.Бокитько и Т.И.Казусе- преобразуется в биполяркое напряжение с . ва помощью цифроаналогового преобразова- (56) Авторское свидетельство СССР теля 16, которое через дифференцирующее М 995832, кл. А 63 В 69/16, 1981. . звено 17 и ключ 18 поступает на вход испол- (54) ВЕЛОТРЕНАЖЕР, ..нительного двигателя 19. Ключ 18 управля- (57) Сущность изобретения: устройство со- ется триггером 20, первый вход которого держит две вращающиеся платфврмы 1 с соединен с выходом обнуления реверсивнозакрепленными на осях велосипедами 2, госчетчика 15,авторой-свыходомдатчика приводятся во вращение исполнительным положения. Датчик положения выполнен вдвигателем 19 через ведущую шестерню 4. виде пары источник 6 - приемник 7, причем Платформы 1 частично перекрыты экраном источник 6 расположен по йеримегруодйой 5. Педали велосипедов кинематически свя- из платформ 1 против велосипеда 2, а при. заны с датчиками скорости 8 и 9, выходы емник 7 расположен на линии, параллель-которых через накапливающие счетчики 10,: ной экрану 5 и проходящей через центр и 11 соединены с входами блока программ платформы 1 с источником 6. 2-12-15-16- 12 и через управляемые делители частоты 13 17-18-19: 8-10 - 12; 9-11-12; 8-13-15; 9- Б и 14 с суммирующим и вычитающим входа - 15; 15 - 20 - 18; 7-20, 1 з.п, ф-лы, 2 ил.ООИзобретение принадлежит к трениро- Емкость реверсивного счетчика можетвочным устройствам, в частности велотре- быть изменяемой,при моделировании гонкинажерам. по кругу (на велотреке) емкость счетчика 15Цель изобретения - расширение функ- пропорциональна длине круга для имитациональных возможностей. 5 ции повторных обгонов. Для предотвращеНа фиг.1 изображена функциональная ния повторных обгонов более медленногосхема велотренажера; на фиг,2 - примерсоперника эа счет переполнения счетчикавыполнения блока программ. 15(сложное обнуление) емкость счетчика 15Велотренажер содержит две выполнен- должна быть больше, чем код максимальноные в виде ведомых шестерен вращающие го отрыва(опережения) в расстоянии междуся платформы 1, велосипеды 2, индикаторы: спортсменами.3, ведущую шестерню 4, экран 5, источник 6 Последовательно соединенные дешифи приемник 7 датчика положения, датчики ратор 22, блок памяти 25, ЦАП 30 и усилискорости 8 и 9, накапливающие счетчики 10; тель мощности 32 образуют канал11, блок программ 12, управляемые делите управления нагрузкой одного велосипеда,ли частоты 13, 14, реверсивный счетчик 15, причем вход дешифратора 22 соединен сцифроаналоговый преобразователь 16, первым входом блока программ, а выходдифференцирующее звейо 17, ключ 18, ис- усилителя мощности 32 соединен с первымполнительный двигатель 19, триггер 20. выходом блока программ. Идентичный каБлок программ содержиттаймер 21, де нал управления нагрузкой другогь велосишифраторы 22-.24,блоки памяти 26-29, ЦАП педа образован последовательно30,31, усилители мощности 32, 33.., включенными дешифратором 24, блоком паВелосипеды 2 с индикаторами 3 уста- мяти 26, ЦАП 31 и усилителем мощности 32,новлены на осях платформ 1, выполненных причем вход дешифратора 24 является втов виде шестерен,.кинематически связанных 25 рым входом. а выход усилителя мощности ЗЗс ведущей шестерней 4; Платформы чвстич- - вторым выходом блока программ,ноперекрываютсяэкраном 5;Попериметру Выход таймера 21 соединен через деодной из платформ перед велосипедом рас- шифратор 23 с входами блоков памяти 27,положен источник 6 датчика положения, 28, 29, выходы которых являются третьим,приемно 7 датчика расположен на лийии, 30 четвертым и пятым выходами блока про параллеланой экрану 5.: .:грамм.Велотренажер работает следующим об-.Датчиги скорости (оборотов) 8 и 9 сое- разом. В блоке программ 12 устанавливаетдинены выходами с первыми (информаци- ся требуемый режим тренировки,.счетчики,онными) входами управляемых делителей 35 10, 11, 15 и триггер 20 обнуляются. Принучвстоты 13 и 14 и через счетчики.10 и.11 - с . дительным включением двигателя 19 платвходами блока программ 12 Первый и вто- Формы с велосипедами устанавливаются врой выходы блока программ 12,соединены с требуемое положение, Начало тренировкиведущими колесами велосипедов и по. этим (гонки) может задаваться звуковым сигна.связям передается требуемая нагрузка, 40 ломблока программ 12,яТретий и четвертый выходы блока программПри вращении педалей в счетчиках 10 и12 соединены с вторыми (управляющими) 11 формируются коды, пропорциональныевходами делителей частоты 13 и 14. По этим пройденным велосипедистами расстоянивыходам устанавливаются коЭффициенты ям,а асчетчике 15- код, пропорциональныйделенияделителей частоты, Вйходы делите разности расстояний, Биполярный ЦАП 16ля частоты 13 и 14 соединены с суммируЮ- Формируют напряжение, величина которогощим и вычитающим входами реверсивного пропорциональна разности пройденныхсчетчика 15, с первого выхода которого ин-расстояний, а полярность напряжения неформация с разности пройденных расстоя- сет информацию о знаке разности, На выхоний поступает на индикаторы 3. 50 де дифференцирующего звена 17Информация с второго входа реверсивного Формируется напряжение, пропорциональсчетчика 15 через ЦАП 16, дифференцируя-: ное разности мгновенных скоростей, Нулещее звено 17; ключ 18 поступает на испол- вое состояние триггера соответствуетнительный двигатель 19, кйнематически открытому состоянию ключа 18, пропускаюсвязанный с ведущей шестерней 4. Выход 55 щего сигнал дифференцирующего звена наобнуления реверсивного счетчика 15 соеди- исполнительный двигатель, При равенственен с первым входом триггера 20, второй скоростей спортсменов число импульсов,выход которого соединен е приейником 7 поступающих на суммирующий и вычитаюдатчика положения, а выход,триггера соеди- щий входы счетчика одинаково, код счетчинвй с управляющим входом ключа 18, ка 15 не изменяется. напряжение на выходеФфмладший (один или несколько) разряд счетчика к ЦАП не подключается или сам ЦАП 15дополняется инерционным звеном. и платформы 1 в требуемом направлении,моделируется эффект обгона, При достаточ 30 40 ЦАП постоянно, а его производная - выходное напряжение дифференцирующего звена 17 - равна нулю, платформы неподвижны, Из-за несинхронности вращения педалей импульсы на входы счетчика 15 поступают неодновременно и при одинаковых мГновенных скоростях код счетчика может измениться на 1 младший разряд, на выходе дифференциатора 17 может появиться изменяющееся по знаку напряжение, вызывающее колебания, двигателя и платформы около устойчивого положения. Для предотвращения колебаний системы Если скорость одного из спортсменов превышает скорость другого, то код в счетчике 15 непрерывно нарастает, напряжение ЦАП соответствующего знака увеличивается, на входе звена.17 Формируется напряжение, пропорциональное разности скоростей, Двигатель вращает шестерню 4 но длительном превышении скорости одного спортсмена над скоростью другого,перемещающийся источник б в результате поворота платформ взаимодействует с приемником 7, вырабатывается короткий им пульс, перебрасывающий триггер 20 в единичное состояние, соответствующее разомкнутому состоянию ключа 18. Сигнал не поступает на двигатель, йлатформы неподвижны, моделируется эффект ухода одного из спортсменов вперед - спортсмены разделены экраном 5 и не видят друг друга,Для повышения эффекта соревновательности информация о расстоянии между спортсменами с реверсивного счетчика 15 поступает на индикаторы 3, так, что спортсмены могут корректировать свою скорость в соответствии со скоростью соперника. Остановка двигателя и платформ решает три задачй исключается неблагоприятное воздействие вращения на спортсменов при длительных тренировках, уменьшается потребляемая мощность велотренажером, а также исключается ложное моделирование эффекта обгона за счет кратковременного увеличения скорости отстающим спортсменом. Последующее включение двигателя и поворот платформ осуществляется лишь когда пройденные расстояния станут равны, что соответствует реальным условиям гонки.Если отстающий спортсмен увеличивает скорость, сокращает разность расстояний до нуля и уходит вперед, код в счетчике 15 переходит через нулевое значение, сиг 5 10 нал с его выхода обнуления устанавливает триггер 20 в нулевое состояние, сигнал пропорциональный разности скоростей с дифференцирующего звена поступает на двигатель, платформы поворачиваются, моделируется эффект обгона отстающим ранее спортсменом опережающего. При гонке по кругу (емкость счетчика 15 ограничена) если опережающий спортсмен обходит отстающего на круг, счетчик 15 переполняется и начинает считать с нуля, триггер 20 переключается, ключ 18 замыкается, моделируется эффект повторного обгона с последующей остановой платформ при отрыве одного из спортсменов.Блок программ 12 синхронизован счетчиками 10 и 11, поэтому может задавать нагрузку на велосипеды 2 в соответствии с пройденным расстоянием каждого спортсмена и в соответствии с программой.Применение управляемых делителей частоты 13 и 14 позволяет путем задания разных коэффициентов деления выравнивать скорости спортсменов разной квалификации, повышая тем самым эффект сОревновательности и эффективность тренировки. Запись кода с пятого выхода блока программ 12 по входу предустановки в счетчик 15 позволяет имитировать раздельный во времени и по расстоянию старт или задавать опережение для спортсмена более низкой квалификации. Запись кода в процессегонки позволяет моделировать отрыв одного из спортсменов (на заданное расстояние) или остановку (прокол шины, поломка) на заданное время.Кроме того, тренажер позволяет путем периодической записи кода в счетчик 15 задавать требуемый ритм и при тренировке одного спортсмена без партнера.По сравнению с прототипом предложенный велотренажер обладает расширен- "ными функциональными возможностями за счет моделирования различных эффектов. Высокая эффективность тренировки и соревновательный эффект позволяют применять велотренажер как для подготовки высококвалифицированных спортсменов, так и в качестве лечебных и оздоровительных тренажеров и в игровых аттракционах.Ф о р мул а и зоб рете н и я 1. Велотренажер, содержащий велосипеды, установленные на осях платформ, выполненных в виде ведомых шестерен, установленных с возможностью взаимодействия С ведущей шестерней, соединенной с исполнительным механизмом, связанным с ведущими колесами, блок программ, датчики скоростй, связанные с ведущими колесами и педалями велосипедов, под1811891 Уп Составитель Т,КозусеваГехредМ МоргенталКоррек М.Андрушенко к аказ 1543 . Тираж . Подписное , ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт11303, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ ССС зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина ключенными к первому и второму выходам блока программ, экран, установленный между платформами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в него дополнительно введены счетчики, делители частоты, цифроаналоговый 5 преобразователь, дифференцирующее звено, ключ, триггер, индикаторы, датчик положения велосипедов, причем датчики скоростей выходами соединены с первыми. входами делителей частоты и первого и вто рого счетчиков, выходами подключенных к первому и второму входам блока программ, третий и четвертый выходы которого соединены с вторыми входами делителей частоты, выходы которых подключены к первому и 15 второму входам третьего счетчика, третий вход которого подключен к пятому выходу блока программ, а выход через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, дифференцирующее звено, 20 ключ подключен к исполнительному механизму. а второй выход третьего счетчика . связан с вторым входом ипбча через триггер, второй вход которого соедийен с выходом датчика положения велосипедов, и ричем датчик положения велосипедов выполнен в виде источника и приемника излучения, установленных на линии, параллельной экрану и проходящей через центр платформы,2. Велотренажер по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок программ содержит таймер, дешифраторы, блоки памяти, цифроаналоговые преобразователи, усилители мощности, причем последовательно соединенные дешифратор, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, усилитель мощности образуют два идентичных канала, входы которыхявляются первым и вторым выходами блока программ, а входы первого и второго дешифраторов являются первым и вторым вхбдами блока программ, при этом выход таймера через третий дешифратор подключен к третьему, четвертому и пятому блокам памяти, выходы которых являются . третьим, четвертым и пятым зыхбдами блока программ,