[go: up one dir, main page]

RU2027456C1 - Dynamic dumb-bells - Google Patents

Dynamic dumb-bells Download PDF

Info

Publication number
RU2027456C1
RU2027456C1 SU4928477A RU2027456C1 RU 2027456 C1 RU2027456 C1 RU 2027456C1 SU 4928477 A SU4928477 A SU 4928477A RU 2027456 C1 RU2027456 C1 RU 2027456C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
springs
dumbbell
handle
cargo element
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марк Федорович Агашин
Original Assignee
Марк Федорович Агашин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Марк Федорович Агашин filed Critical Марк Федорович Агашин
Priority to SU4928477 priority Critical patent/RU2027456C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2027456C1 publication Critical patent/RU2027456C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

FIELD: physical training. SUBSTANCE: dynamic dumb-bell has loading member formed as body of rotation with supporting surfaces on ends, rod axially arranged within its cavity and provided with end flanges, with one flange being connected with handle, and two helical conical springs having smoothly varying profile. Springs are mounted between rod end flanges and loading member. Small end of each spring is connected with rod end flange and large end of each spring is connected with loading member. Rigidity of each spring in balanced and extreme positions of loading member is restricted by ratio taking into account constructive parameters of dumb-bells. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 8 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к физической культуре и спорту и может быть использовано в качестве тренажера для общей физической подготовки спортсменов и населения. The invention relates to physical education and sports and can be used as a simulator for the general physical preparation of athletes and the public.

Известен спортивный снаряд, содержащий массивную часть, рукоятку и соединительное устройство в виде троса на барабане (авт.св. СССР N 1340769, кл. А 63 В 23/02, 1986). Known sports equipment containing a massive part, a handle and a connecting device in the form of a cable on a drum (ed. St. USSR N 1340769, class A 63 V 23/02, 1986).

Недостатком известного устройства является сложная регулировка троса и ограниченность силовых воздействий во время тренировок. A disadvantage of the known device is the difficult adjustment of the cable and the limited power effects during training.

Известно также устройство для тренировки, содержащее грузовой элемент с двумя опорными поверхностями на торцах, рукоятку, стержень с торцовыми фланцами, один из которых соединен с рукояткой, и две пружины, одна из которых установлена между первым торцовым фланцем стержня и первой опорной поверхностью грузового элемента, а другая - между вторым торцовым фланцем и второй опорной поверхностью [1]. A training device is also known, comprising a load element with two supporting surfaces at the ends, a handle, a rod with end flanges, one of which is connected to the handle, and two springs, one of which is installed between the first end flange of the rod and the first supporting surface of the load element, and the other between the second end flange and the second abutment surface [1].

Недостатком известного устройства является малая степень комфортности в процессе тренировки, обусловленная затруднительной инициацией колебаний грузового элемента и, ударами грузового элемента о рукоятку, сильным шумом, а также несоответствием характера колебаний массивной части оптимальным (рациональным) нагрузкам занимающегося во время тренировки. A disadvantage of the known device is the low degree of comfort during training, due to the difficult initiation of vibrations of the cargo element and the impact of the cargo element on the handle, strong noise, and the mismatch of the nature of the oscillations of the massive part to the optimal (rational) loads involved during training.

Целью изобретения является повышение комфортности занятий за счет одновременного снижения шума, облегчения инициации колебаний грузового элемента, выполненного в виде тела вращения и обеспечения соответствия характера колебаний силовым нагрузкам занимающегося. The aim of the invention is to increase the comfort of classes by simultaneously reducing noise, facilitating the initiation of oscillations of the cargo element, made in the form of a body of revolution and ensuring the nature of the fluctuations corresponds to the student’s load.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит грузовой элемент с двумя опорными поверхностями на торцах, стержень с торцовыми фланцами, один из которых соединен с рукояткой, и две пружины, одна из которых установлена между торцовыми фланцами стержня и опорным поверхностями грузового элемента. Каждая пружина выполнена винтовой, конусообразной, с монотонно изменяющимся профилем, меньший торец которой жестко связан с обращенным к нему торцовым фланцем стержня, а широкий - с грузовым элементом, при этом жесткость каждой из пружин в равновесном и крайних положениях грузового элемента определена соотношением:
С = 2 B ˙ a ˙ k/[0,37P - (b + l + S)], где В, Р и k - постоянные, численно равные соответственно среднему весу человека, кг, среднему росту человека, см и коэффициенту пропорциональности веса груза весу человека;
а - постоянная, соответствующая перегрузке грузового элемента при колебаниях, причем для равновесного положения грузового элемента а = 2-4, а для крайних а = 7-10;
b - разность между общей длиной устройства для тренировки и расстоянием между узкими торцами пружин, см;
l - расстояние между опорными поверхностями грузового элемента, см;
S - суммарная длина пружин в сжатом состоянии, см; при соблюдении условия:
10 < [0,37P - (b + l + S)] < 50.
This goal is achieved in that the device comprises a cargo element with two supporting surfaces at the ends, a rod with end flanges, one of which is connected to the handle, and two springs, one of which is installed between the end flanges of the rod and the supporting surfaces of the cargo element. Each spring is made of a helical, cone-shaped, with a monotonically changing profile, the smaller end of which is rigidly connected with the end flange of the rod facing it, and the wide one with the load element, while the stiffness of each of the springs in the equilibrium and extreme positions of the load element is determined by the ratio:
С = 2 B ˙ a ˙ k / [0,37P - (b + l + S)], where B, P and k are constant, numerically equal to the average person’s weight, kg, average person’s height, cm and weight proportionality coefficient load to the weight of the person;
a is a constant corresponding to the overload of the cargo element during oscillations, moreover, for the equilibrium position of the cargo element a = 2-4, and for the extreme a = 7-10;
b - the difference between the total length of the device for training and the distance between the narrow ends of the springs, cm;
l is the distance between the supporting surfaces of the cargo element, cm;
S is the total length of the springs in a compressed state, cm; subject to the conditions:
10 <[0.37P - (b + l + S)] <50.

В устройство может быть введена вторая рукоятка, соединенная с вторым фланцем стержня. Между фланцем стержня и соприкасающимся с ним торцом пружины установлен амортизатор в виде выполненного из эластичного материала полого цилиндра. Рукоятка соединена с фланцем стержня посредством шарнира, ось которого перпендикулярна оси стержня. A second handle connected to a second shaft flange may be inserted into the device. A shock absorber in the form of a hollow cylinder made of elastic material is mounted between the flange of the rod and the end face of the spring in contact with it. The handle is connected to the flange of the rod by means of a hinge whose axis is perpendicular to the axis of the rod.

В устройстве с одной рукояткой грузовой элемент может быть выполнен в виде стакана с двумя внутренними цилиндрическими рабочими поверхностями, одна из которых охватывает стержень, а другая, не соединенная с рукояткой, - фланец стержня, и установленных на стакане грузов, при этом ближняя к рукоятке пружина размещена снаружи стакана, а дальняя - внутри. In a device with one handle, the cargo element can be made in the form of a cup with two inner cylindrical working surfaces, one of which covers the rod, and the other, not connected to the handle, is the flange of the rod, and weights mounted on the glass, with the spring closest to the handle placed on the outside of the glass, and the far - inside.

Между каждой опорной поверхностью грузового элемента и соответствующей пружиной установлены соединенные с грузовым элементом перемещаемые по ней вдоль оси стержня упоры. Between each supporting surface of the cargo element and the corresponding spring, stops are mounted connected to the cargo element along it along the axis of the rod.

Устройство может быть снабжено закрывающим грузовой элемент и пружины кожухом, установленным между торцовыми фланцами стержня. The device can be equipped with a cover closing the load element and the spring, mounted between the end flanges of the rod.

В местах установки пружин на торцах фланцев стержня и опорных поверхностях грузового элемента могут быть выполнены кольцевые проточки с пазами, например, в сторону увеличения радиуса пружин на грузовом элементе и в сторону уменьшения - на фланцах для крепления пружин. At the points of installation of the springs, ring grooves with grooves can be made at the ends of the flanges of the rod and the supporting surfaces of the cargo element, for example, in the direction of increasing the radius of the springs on the cargo element and in the direction of decreasing, on the flanges for attaching the springs.

Пружины могут быть выполнены с переменным шагом, изменяющимся, например, прямо пропорционально изменению их диаметра. The springs can be made with a variable pitch, changing, for example, in direct proportion to the change in their diameter.

На фиг. 1 представлен общий вид динамической гантели с одной рукояткой; на фиг. 2 - то же, с двумя рукоятками; на фиг. 3 - размещение амортизаторов в гантели; на фиг. 4 - шарнирное соединение рукоятки с фланцем стержня; на фиг. 5 - грузовой элемент, выполненный в виде стакана и грузов; на фиг. 6 - грузовой элемент с упорами; на фиг. 7 - установка пружин в кольцевые проточки на фланцах стержня и опорных поверхностях грузового элемента. In FIG. 1 shows a general view of a dynamic single-handle dumbbell; in FIG. 2 - the same, with two handles; in FIG. 3 - placement of shock absorbers in a dumbbell; in FIG. 4 - articulation of the handle with the flange of the rod; in FIG. 5 - a cargo element made in the form of a glass and cargo; in FIG. 6 - cargo element with stops; in FIG. 7 - installation of springs in the annular grooves on the flanges of the rod and the supporting surfaces of the cargo element.

Динамическая гантель содержит рукоятку 1, грузовой элемент 2 с опорными поверхностями А и Б, стержень 3 с фланцами 4 и 5, винтовые конусообразные пружины 6 и 7 с монотонно изменяющимся профилем и кожух 8 (см.фиг.1). Рукоятка 1 соединена с фланцем 4 стержня 3. Пружина 6 установлена между фланцем 4 и опорной поверхностью А грузового элемента, а пружина 7 - между фланцем 5 и опорной поверхностью Б. Грузовой элемент 2 имеет возможность ограничиваемого пружинами 6 и 7 перемещения по стержню 3. Пружины 6 и 7 жестко соединены с фланцами 4 и 5 соответственно своими меньшими торцами, а с грузовым элементом 2 - широкими. Кожух 8 установлен между фланцами 4 и 5 и закрывает грузовой элемент 2 и пружины 6 и 7. The dynamic dumbbell contains a handle 1, a load element 2 with supporting surfaces A and B, a rod 3 with flanges 4 and 5, coil cone springs 6 and 7 with a monotonously varying profile and a casing 8 (see figure 1). The handle 1 is connected to the flange 4 of the rod 3. The spring 6 is installed between the flange 4 and the supporting surface A of the cargo element, and the spring 7 is between the flange 5 and the supporting surface B. The cargo element 2 has the ability to be limited by the springs 6 and 7 along the rod 3. Springs 6 and 7 are rigidly connected to the flanges 4 and 5, respectively, with their smaller ends, and with the load element 2 wide. The casing 8 is installed between the flanges 4 and 5 and closes the load element 2 and the springs 6 and 7.

Для обеспечения заданных характеристик силовой нагрузки, т.е. индивидуальной дозировки нагрузки занимающегося в соответствии с его физическими и функциональными возможностями, вид пружин 6 и 7 дополнительно ограничен требованием определенной жесткости С каждой пружины в равновесном и крайних положениях массивной части 2 в пределах (0,05-0,1) рабочего хода. To ensure the specified characteristics of the power load, i.e. individual dosage of the load involved in accordance with its physical and functional capabilities, the type of springs 6 and 7 is additionally limited by the requirement of a certain stiffness From each spring in the equilibrium and extreme positions of the massive part 2 within (0.05-0.1) of the stroke.

С = 2В ˙ a ˙ k [0,37P - (b + l + S)], (1) где В, Р и k - постоянные численно равные соответственно среднему весу человека, кг, среднему росту человека, см и коэффициенту пропорциональности веса груза весу человека;
а - постоянная, соответствующая перегрузке массивной части при колебаниях;
b - разность между общей длиной устройства и расстоянием между меньшими торцами пружин;
l - расстояние между опорными поверхностями грузового элемента;
S - суммарная длина пружин в сжатом состоянии при соблюдении условия:
10 < [0,37P - (b + l + S)] < 50 (2)
Соотношение (1) вытекает из следующих соображений. Исходя из опыта занятий со спортивными снарядами подобного типа установлено, что оптимальные значения:
- габаритного размера снаряда, в данном случае - длины (см) устройства, ограничено отношением расстояния от пола до руки к росту Р (см) человека, для мужчин 619/1678 = 0,369, для женщин 584/1567 = =0,372. Принимаем длину устройства L = =0,37 Р; чтобы исключить задевание пола (запас - половина длины вытянутой ладони);
- веса снаряда, в данном случае веса F (кг) грузового элемента 2, ограничено весом (кг) человека;
F = (0,03 - 0,005) В;
- коэффициента пропорциональности k = 0,03-0,05 выбираются, исходя из соблюдения условий комфортности занятий и достижения при необходимости значительных усилий, обеспечивающих тренировочный эффект, при этом малые значения коэффициента k рекомендуются преимущественно для женщин и подростков, средние - для практически здоровых людей, а большие - для спортсменов;
- значения перегрузки грузового элемента, определяемые величины а, выбираются в пределах а = 2-10.
С = 2В ˙ a ˙ k [0,37P - (b + l + S)], (1) where В, Р and k are constant numerically equal respectively to the average person’s weight, kg, average person’s height, cm and weight proportionality coefficient load to the weight of the person;
a is a constant corresponding to the overload of the massive part during oscillations;
b is the difference between the total length of the device and the distance between the smaller ends of the springs;
l is the distance between the supporting surfaces of the cargo element;
S is the total length of the springs in a compressed state, subject to the conditions:
10 <[0.37P - (b + l + S)] <50 (2)
Relation (1) follows from the following considerations. Based on the experience of training with sports equipment of this type, it was found that the optimal values are:
- the overall size of the projectile, in this case, the length (cm) of the device, is limited by the ratio of the distance from the floor to the arm to the height P (cm) of a person, for men 619/1678 = 0.369, for women 584/1567 = = 0.372. We accept the length of the device L = = 0.37 P; to exclude grazing of the floor (margin - half the length of an outstretched palm);
- the weight of the projectile, in this case, the weight F (kg) of the cargo element 2, is limited by the weight (kg) of the person;
F = (0.03 - 0.005) V;
- the proportionality coefficient k = 0.03-0.05 are selected on the basis of observing the conditions for the comfort of classes and, if necessary, achieving significant efforts that provide a training effect, while small values of the coefficient k are recommended mainly for women and adolescents, medium - for practically healthy people , and large - for athletes;
- the values of the overload of the cargo element, the determined values of a, are selected in the range a = 2-10.

Малые значения а в пределах а = 2-4 относятся к колебаниям грузового элемента и около равновесного положения на интервале (0,05-0,1) длины рабочего хода. Это является условием легкой и устойчивой инициации колебаний грузового элемента, которое определяет начальную жесткость пружин в равновесном положении и характеризует их работу вблизи этого положения. Small values of a within a = 2-4 relate to fluctuations of the load element and near the equilibrium position in the interval (0.05-0.1) of the stroke length. This is a condition for easy and stable initiation of oscillations of the load element, which determines the initial stiffness of the springs in the equilibrium position and characterizes their work near this position.

Область максимальных значений коэффициента а в пределах а = 7-10 определяет жесткость пружин в крайних положениях грузового элемента (при полной длине ее хода). The range of maximum values of the coefficient a in the range a = 7-10 determines the stiffness of the springs in the extreme positions of the cargo element (with the full length of its stroke).

С учетом того, что сила сжатия пружин равна силовому воздействию грузового элемента, т.е. с учетом равенства:
C x h = F ˙ a, где h - длина рабочего хода от равновесного до крайнего положения, и с учетом геометрических соотношений фиг.1:
b = b1 + b2;
2h = L - (l + b + S), где b1, b2 - расстояния между меньшими торцами пружин и концами гантели;
S - суммарная длина обеих пружин в сжатом состоянии;
l - расстояние между опорными поверхностями грузового элемента;
L - длина гантели, по приведенным выше зависимостям формируется соотношение (1).
Given the fact that the compression force of the springs is equal to the force effect of the cargo element, i.e. taking into account the equality:
C xh = F ˙ a, where h is the length of the working stroke from equilibrium to the extreme position, and taking into account the geometric relationships of figure 1:
b = b 1 + b 2 ;
2h = L - (l + b + S), where b 1 , b 2 are the distances between the smaller ends of the springs and the ends of the dumbbell;
S is the total length of both springs in a compressed state;
l is the distance between the supporting surfaces of the cargo element;
L is the length of the dumbbell, according to the above dependencies, the relation (1) is formed.

Поскольку пружины одинаковой жесткости могут быть выполнены из проволоки различного диаметра, то другие конструктивные параметры пружин не конкретизируются и могут быть выбраны по соответствующим справочным формулам и таблицам. Since springs of the same stiffness can be made of wire of different diameters, other design parameters of the springs are not specified and can be selected according to the corresponding reference formulas and tables.

Таким образом, условие монотонного изменения жесткости пружин по их длине и выражение (1) определяют граничные значения жесткости пружин для обеспечения комфортности работы устройства в противоречивых условиях:
- пружины должны быть жесткими для безударного восприятия инерционных перегрузок (верхние значения коэффициента а);
- пружины должны быть мягкими для легкой инициации колебаний (нижние значения коэффициента а).
Thus, the condition for a monotonic change in the stiffness of the springs along their length and expression (1) determine the boundary values of the stiffness of the springs to ensure the comfort of the device in conflicting conditions:
- springs should be stiff for shockless perception of inertial overloads (upper values of coefficient a);
- the springs should be soft for easy initiation of vibrations (lower values of coefficient a).

Расположение пружин большим диаметром к грузовому элементу создает условия для снижения шума, т.к. в зоне больших скоростей массивной части витки пружин большого диаметра не касаются стержня 3, что существенно снижает уровень шума. The location of the springs with a large diameter to the load element creates conditions for reducing noise, because in the high-velocity zone of the massive part, the coils of large-diameter springs do not touch the rod 3, which significantly reduces the noise level.

В зоне неподвижного конца пружин, где происходит соприкосновение их витков со стержнем, относительные скорости последних невелики и шум не возникает. In the area of the fixed end of the springs, where their coils come into contact with the rod, the relative speeds of the latter are small and noise does not occur.

Устройство для тренировки может быть снабжено второй рукояткой 9 (см. фиг. 2), соединенной с фланцем 5 стержня 3. При этом плоскости рукояток 1 и 9 должны совпадать. The training device can be equipped with a second handle 9 (see Fig. 2) connected to the flange 5 of the rod 3. In this case, the planes of the handles 1 and 9 must coincide.

На фланцах 4 и 5 стержня 3 со стороны соответствующей опорной поверхности (А или Б) грузового элемента 2 могут быть установлены амортизаторы 10 и 11, выполненные из эластичного материала в виде полых цилиндров и размещенные соосно стержню 3 (см.фиг.3). On the flanges 4 and 5 of the rod 3 from the side of the corresponding supporting surface (A or B) of the cargo element 2, shock absorbers 10 and 11 can be installed, made of elastic material in the form of hollow cylinders and placed coaxially to the rod 3 (see figure 3).

Рукоятка 1 может быть соединена с фланцем 4 посредством шарнира, ось которого перпендикулярна оси стержня 3 (см.фиг.4). В этом случае рукоятка 1 снабжена цапфами 12, а фланец 4 расположен вдоль оси стержня 3 в виде бобышки 13 с посадочными отверстиями 14. Кроме того, бобышка 13 снабжена фиксатором 15, исключающим возможность проворота рукоятки 1 относительно бобышки 13. Такое же соединение может быть реализовано в креплении рукоятки 9 к фланцу 5 в устройстве с двумя рукоятками, при этом требование совпадения плоскостей рукояток заменяется требованием параллельности осей их шарниров. The handle 1 can be connected to the flange 4 by means of a hinge, the axis of which is perpendicular to the axis of the rod 3 (see figure 4). In this case, the handle 1 is provided with pins 12, and the flange 4 is located along the axis of the rod 3 in the form of a boss 13 with landing holes 14. In addition, the boss 13 is equipped with a latch 15, which excludes the possibility of turning the handle 1 relative to the boss 13. The same connection can be realized in the fastening of the handle 9 to the flange 5 in the device with two handles, while the requirement of coincidence of the planes of the handles is replaced by the requirement of parallelism of the axes of their hinges.

Грузовой элемент 2 может быть выполнен в виде стакана 16 с двумя внутренними рабочими поверхностями В и Г и груза 17 (см.фиг.5). При этом удаленный от рукоятки 1 фланец 5 стержня 3 выполнен в виде поршня и охвачен рабочей поверхностью В стакана 16, а сам стержень 3 охвачен рабочей поверхностью Г стакана 16 (посадка поверхностей В и Г - подвижная). Пружина 6 установлена снаружи стакана 16, а пружина 7 - внутри стакана 16. Cargo element 2 can be made in the form of a glass 16 with two internal working surfaces B and D and cargo 17 (see figure 5). In this case, the flange 5 of the rod 3, remote from the handle 1, is made in the form of a piston and is covered by the working surface B of the glass 16, and the rod 3 is covered by the working surface G of the glass 16 (the landing of surfaces B and G is movable). The spring 6 is installed outside the cup 16, and the spring 7 is inside the cup 16.

Грузовой элемент 2 может быть снабжен верхним 18 и нижним 19 упорами (см.фиг.6), внешние торцы которых имеют опорные поверхности Д и Е для опоры пружин 6 и 7 (поверхности В и Г в этом случае выполняют функции опорных поверхностей грузового элемента 2). Упоры 18 и 19 имеют возможность установочного перемещения по грузовому элементу 2 вдоль оси стержня 3. The cargo element 2 can be equipped with upper 18 and lower 19 stops (see figure 6), the outer ends of which have bearing surfaces D and E for supporting the springs 6 and 7 (surfaces B and D in this case serve as the supporting surfaces of the cargo element 2 ) The stops 18 and 19 have the possibility of installation movement along the cargo element 2 along the axis of the rod 3.

На поверхности Ж фланца 4, обращенной к пружине 6, и на опорной поверхности А грузового элемента 2 могут быть выполнены кольцевые проточки И и К с пазами Л и М, например, в сторону увеличения радиуса пружины на грузовом элементе 2 и в сторону уменьшения - на фланцах (см.фиг.7). Ширина пазов Л и М должна превышать диаметр проволоки пружины 6, а внутренний и внешний диаметры проточек И и К должны обеспечивать посадку в них соответствующих концов пружины с натягом. On the surface G of the flange 4, facing the spring 6, and on the supporting surface A of the cargo element 2, annular grooves I and K can be made with grooves L and M, for example, in the direction of increasing the radius of the spring on the cargo element 2 and in the direction of decreasing by flanges (see figure 7). The width of the grooves L and M must exceed the diameter of the spring wire 6, and the inner and outer diameters of the grooves I and K must ensure that they fit the corresponding ends of the spring with an interference fit.

Аналогичные проточки могут быть выполнены на фланце 5 и поверхности Б. Пружины 6 и 7 могут быть выполнены с переменным шагом. Similar grooves can be made on the flange 5 and surface B. The springs 6 and 7 can be made with a variable pitch.

Принцип действия динамической гантели заключается в следующем. The principle of operation of a dynamic dumbbell is as follows.

Занимающийся держит динамическую гантель за рукоятку 1 (при наличии второй рукоятки 9 - и за нее) и совершает ей из различных положений качательные движения. В заданной точке траектории занимающийся может активизировать гантель путем импульсного (резкого) движения динамической гантели на себя или от себя. При этом нарушается равновесие пружин 6 и 7, что вызывает колебания грузового элемента 2 относительно равновесного положения. В результате колебания грузового элемента занимающийся испытывает колебательные (близкие к гармоническим) силовые воздействия со стороны рукоятки 1, амплитуда которых определяется величиной начального импульсного движения (силой рывка), а частота - жесткостью пружин 6 и 7. Каждое колебание оказывает воздействие на биомеханический аппарат человека, вызывая его адаптацию как к отдельным колебаниям, так и ко всей серии колебаний. Возникающий в этом случае волновой процесс обмена энергией между занимающимся и динамической гантелью наиболее эффективно способствует согласованию действий всех звеньев биомеханического аппарата занимающегося. The practitioner holds the dynamic dumbbell by the handle 1 (in the presence of the second handle 9 - and by it) and makes swinging movements from various positions to it. At a given point on the trajectory, the student can activate the dumbbell by pulsing (abrupt) movement of the dynamic dumbbell toward himself or from himself. This violates the balance of the springs 6 and 7, which causes oscillations of the load element 2 relative to the equilibrium position. As a result of the oscillation of the cargo element, the student experiences vibrational (close to harmonic) force effects from the side of the handle 1, the amplitude of which is determined by the value of the initial impulse movement (jerk force), and the frequency - by the stiffness of the springs 6 and 7. Each oscillation affects the biomechanical apparatus of a person, causing its adaptation to both individual vibrations and the entire series of vibrations. The wave process of energy exchange arising in this case between the student and the dynamic dumbbell most effectively contributes to the coordination of the actions of all the links of the student’s biomechanical apparatus.

При достаточно резких начальных движениях, а также при вторых импульсах в процессе колебаний пружины 6 и 7 могут полностью сжиматься. В этом случае возможны резкие удары грузового элемента по рукоятке 1 (рукоятке 2), что резко снижает комфортность занятий и сбивает ритм упражнений. Увеличение жесткости пружин 6 и 7 на всем интервале их рабочего хода с целью исключения резких ударов привело бы к значительному ухудшению инициации колебаний грузового элемента, уменьшению их частоты и увеличению требуемой для инициации силы рывка. With sufficiently sharp initial movements, as well as with second pulses during oscillations, the springs 6 and 7 can completely compress. In this case, sharp hits of the cargo element on the handle 1 (handle 2) are possible, which sharply reduces the comfort of classes and slows down the rhythm of exercises. An increase in the stiffness of springs 6 and 7 over the entire interval of their working stroke in order to exclude sharp shocks would lead to a significant deterioration in the initiation of oscillations of the load element, a decrease in their frequency, and an increase in the jerk force required to initiate.

Выполнение в данном устройстве пружин 6 и 7 в виде винтовых с монотонно изменяющимся профилем обеспечивает монотонное увеличение их жесткости по мере удаления грузового элемента от равновесного положения и приближение его к фланцам 4 и 5 стержня 3 (рукояткам 1 и 9), что, в свою очередь, обеспечивает легкую инициацию колебаний грузового элемента 2 на участках в окрестности равновесного положения, где жесткость пружин мала, и одновременно исключает резкие удары о фланцы 4 и 5 вследствие большой жесткости пружин на крайних участках рабочего хода. The implementation in this device of the springs 6 and 7 in the form of screw with a monotonically changing profile provides a monotonous increase in their rigidity as the load element moves away from the equilibrium position and approaches it to the flanges 4 and 5 of the rod 3 (handles 1 and 9), which, in turn , provides easy initiation of vibrations of the load element 2 in areas in the vicinity of the equilibrium position where the stiffness of the springs is small, and at the same time eliminates sharp impacts on the flanges 4 and 5 due to the high stiffness of the springs in the extreme sections of the working stroke.

Кроме того, выполнение пружин 6 и 7 в виде винтовых конусообразных с монотонно изменяемым профилем приводит к тому, что колебания массивной части не вызывают стуков пружин из-за отсутствия при сжатии пружин одновременного контакта между соседними витками, что снижает общий уровень шума и также способствует повышению комфортности занятий за счет того, что вход в контакт смежных участков пружин осуществляется непрерывно путем перехода с витка большего диаметра на виток меньшего диаметра. In addition, the implementation of the springs 6 and 7 in the form of helical cone-shaped with a monotonously variable profile leads to the fact that the oscillations of the massive part do not cause knocks of springs due to the absence of simultaneous contact between adjacent coils during compression of the springs, which reduces the overall noise level and also contributes to an increase comfort of classes due to the fact that the contact of adjacent sections of the springs is carried out continuously by switching from a coil of a larger diameter to a coil of a smaller diameter.

Кожух 8 закрывает подвижные части динамической гантели, что исключает возможность травматизма. Выполнение кожуха 8 в виде закрытого цилиндра одновременно уменьшает общий уровень шума во время занятий (звуки от подвижных частей ослабляются) и дополнительно улучшает гашение резких перемещений грузового элемента 2 на крайних участках рабочего хода вследствие демпфирования (поршневого эффекта), т.е. также способствует повышению комфортности занятий. The casing 8 closes the moving parts of the dynamic dumbbell, which eliminates the possibility of injury. The execution of the casing 8 in the form of a closed cylinder at the same time reduces the overall noise level during training (sounds from moving parts are attenuated) and further improves the damping of sudden movements of the load element 2 in the extreme parts of the working stroke due to damping (piston effect), i.e. also enhances the comfort of classes.

Амортизаторы 10 и 11 смягчают удары грузового элемента 2 по фланцам 4 и 5 в аварийных ситуациях, например, при изломе пружин, что исключает возможность травматизма даже в аварийных случаях. Shock absorbers 10 and 11 soften the blows of the load element 2 on the flanges 4 and 5 in emergency situations, for example, when the springs break, which eliminates the possibility of injury even in emergency cases.

Поворачивающаяся в цапфах 12 рукоятка 1 позволяет выполнять с гантелью сложные исполнительные движения с точным направлением по оси стержня 3 и визуальным контролем точности исполнения, что расширяет число видов выполняемых с устройством упражнений. Ограничение взаимного положения рукоятки 1 и бобышки 13 посредством фиксатора 12 исключает возможность травматизма на начальных стадиях занятий (при обучении). The handle 1, rotating in the pins 12, allows complex executive movements with a dumbbell to be performed with an exact direction along the axis of the shaft 3 and visual control of the accuracy of execution, which expands the number of types of exercises performed with the device. Limiting the relative position of the handle 1 and the boss 13 by means of the latch 12 eliminates the possibility of injury in the initial stages of training (during training).

Выполнение грузового элемента 2 в виде стакана 16 и груза 17 позволяет сместить центр масс груза на самый конец стержня 3, т.е. максимально удалить центр масс от рукоятки 1, тем самым предельно увеличив диапазон прикладываемых к pукоятке 1 крутящих моментов. Такой вариант конструкции усиливает отклик устройства на силовые воздействия занимающегося, не совпадающие с осью стержня 3 (при неизмененности габаритов устройства). The implementation of the cargo element 2 in the form of a glass 16 and cargo 17 allows you to shift the center of mass of the cargo to the very end of the rod 3, i.e. remove the center of mass from the handle 1 as much as possible, thereby maximally increasing the range of torque applied to the handle 1. This design option enhances the response of the device to the force impact of the student, not coinciding with the axis of the rod 3 (with the dimensions of the device unchanged).

Введение в конструкцию грузового элемента части 2, перемещаемых при установке упоров 18 и 19, позволяет проводить регулировку натяга пружин 6 и 7, а также регулировку равновесного положения массивной части 2 на стержне 3. Выдвижение вверх упора 18 смешает равновесное положение массивной части 2 вверх, а выдвижение вверх упора 19 смещает это положение вниз. Одновременное смещение упоров 18 и 19 в разные стороны на одинаковую величину изменяет натяг пружин (без изменения равновесного положения). Регулировка равновесного положения грузового элемента 2, как указывалось выше, позволяет регулировать отклик устройства на угловые движения и тем самым настраивать его для различных режимов занятий. Регулировка натяга пружин 6 и 7 позволяет исключить свободное перемещение грузового элемента 2 по стержню 3 при ослабленных пружинах. The introduction to the design of the cargo element of part 2, moved when the stops 18 and 19 are installed, allows you to adjust the interference of the springs 6 and 7, as well as adjust the equilibrium position of the massive part 2 on the rod 3. The extension of the stop 18 mixes the equilibrium position of the massive part 2 up, and the extension up of the stop 19 biases this position down. The simultaneous displacement of the stops 18 and 19 in different directions by the same amount changes the spring tension (without changing the equilibrium position). Adjusting the equilibrium position of the cargo element 2, as mentioned above, allows you to adjust the response of the device to angular movements and thereby configure it for various training modes. Adjusting the interference of the springs 6 and 7 eliminates the free movement of the load element 2 along the rod 3 when the springs are weakened.

Выполнение винтовых пружин с переменным шагом позволяет обеспечить сокращение габаритов пружин и всего устройства. The implementation of coil springs with variable pitch allows to reduce the dimensions of the springs and the entire device.

Таким образом, совокупность новых признаков динамической гантели позволяет реализовать самые различные силовые колебательные воздействия на человека в процессе занятий, причем обеспечивает значительное, по сравнению с известными устройствами, повышение комфортности за счет одновременного облегчения инициации колебаний грузового элемента, исключения резких ударов грузового элемента по торцовым фланцам и снижения шума во время занятий при заданных характеристиках силовых нагрузок, т.е. обеспечении индивидуальной дозировки. Thus, the combination of new signs of a dynamic dumbbell allows you to realize a wide variety of vibrational power effects on a person during training, and provides a significant, in comparison with known devices, increase comfort by simultaneously facilitating the initiation of vibrations of the cargo element, eliminating sharp impacts of the cargo element on the end flanges and noise reduction during classes for given characteristics of power loads, i.e. providing individual dosage.

Учет антропометрических данных в конструкции устройства позволяет осуществлять подбор устройства с соответствующими характеристиками для различных категорий занимающихся. Consideration of anthropometric data in the design of the device allows the selection of devices with appropriate characteristics for various categories of students.

Предлагаемая конструкция динамической гантели и ограничения допустимого диапазона изменения параметров как всего устройства, так и его отдельных деталей, создают комфортные условия для занятий, выражающихся в учете антропометрических и весовых характеристик человека, а также в снижении шума и повышении безопасности работы с гантелью, что создает возможность для широкого применения его в оздоровительной работе с различным контингентом населения. The proposed design of a dynamic dumbbell and the limitations of the allowable range of parameters for both the entire device and its individual parts create comfortable conditions for training, expressed in taking into account the anthropometric and weight characteristics of a person, as well as in reducing noise and increasing the safety of working with a dumbbell, which makes it possible for its widespread use in health-improving work with various contingents of the population.

Claims (8)

1. ДИНАМИЧЕСКАЯ ГАНТЕЛЬ, содержащая грузовой элемент, выполненный в виде тела вращения с опорными поверхностями на его торцах, соосно установленный в его полости стержень с торцевыми фланцами, один из которых соединен с рукояткой, и двумя смонтированными на стержне пружинами, установленными между торцевыми фланцами стержня и грузовым элементом, отличающаяся тем, что каждая пружина выполнена винтовой, конусообразной, с монотонно изменяющимся профилем, меньший торец которой жестко соединен с фланцем стержня, а больший - с грузовым элементом, при этом жесткость каждой пружины в равновесном и крайних положениях грузового элемента определена соотношением
C = 2B · a · K [(0,37P - (b + l + s)],
где B, P, K - постоянные, численно равные соответственно среднему весу человека (кг), среднему росту человека (см) и коэффициенту пропорциональности веса груза весу человека;
a - постоянная, соответствующая перегрузкам полого грузового элемента, причем для равновесного положения полого грузового элемента a = 2 - 4, а для крайних a = 7 - 10;
b - разность между общей длиной гантели и расстоянием между узкими торцами пружин, см;
l - расстояние между опорными поверхностями полого грузового элемента, см;
s - суммарная длина пружин в сжатом состоянии, см,
при соблюдении условия
10 < [0,37P - (b + l + s)] < 50.
1. DYNAMIC Dumbbell, comprising a load element made in the form of a body of revolution with supporting surfaces at its ends, a rod coaxially mounted in its cavity with end flanges, one of which is connected to the handle, and two springs mounted on the rod installed between the end flanges of the rod and a cargo element, characterized in that each spring is helical, conical, with a monotonously varying profile, the smaller end of which is rigidly connected to the flange of the rod, and the larger - with the cargo element m, while the stiffness of each spring in the equilibrium and extreme positions of the cargo element is determined by the ratio
C = 2B · a · K [(0.37P - (b + l + s)],
where B, P, K - constants, numerically equal respectively to the average person’s weight (kg), average person’s height (cm) and the proportionality coefficient of the load weight to the person’s weight;
a is a constant corresponding to overloads of the hollow cargo element, moreover, for the equilibrium position of the hollow cargo element a = 2 - 4, and for the extreme a = 7 - 10;
b is the difference between the total length of the dumbbell and the distance between the narrow ends of the springs, cm;
l is the distance between the supporting surfaces of the hollow cargo element, cm;
s is the total length of the springs in a compressed state, cm,
subject to the conditions
10 <[0.37P - (b + l + s)] <50.
2. Гантель по п.1, отличающаяся тем, что гантель содержит вторую рукоятку, расположенную на фланце стержня диаметрально противоположно первой рукоятке. 2. The dumbbell according to claim 1, characterized in that the dumbbell contains a second handle located on the flange of the rod diametrically opposite to the first handle. 3. Гантель по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в ней между каждым фланцем стержня и соприкасающимся с ним торцом пружины установлен амортизатор в виде выполненного из эластичного материала полого цилиндра, размещенного соосно со стержнем. 3. Dumbbell according to claims 1 and 2, characterized in that in it between each flange of the rod and the spring end in contact with it there is a shock absorber in the form of a hollow cylinder made of elastic material placed coaxially with the rod. 4. Гантель по п.1, отличающаяся тем, что рукоятка соединена с фланцем стержня посредством шарнира, ось которого перпендикулярна к оси стержня. 4. The dumbbell according to claim 1, characterized in that the handle is connected to the flange of the rod by means of a hinge, the axis of which is perpendicular to the axis of the rod. 5. Гантель по п.1, отличающаяся тем, что грузовой элемент установлен на стержне посредством стакана, при этом большие основания пружин взаимодействуют с донной частью стакана. 5. The dumbbell according to claim 1, characterized in that the cargo element is mounted on the rod by means of a glass, while the large base of the springs interact with the bottom of the glass. 6. Гантель по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она имеет охватывающий пружины кожух, установленный между торцевыми фланцами стержня. 6. Dumbbell 1 and 2, characterized in that it has a spanning casing installed between the end flanges of the rod. 7. Гантель по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что на торцах фланцев стержня и опорных поверхностях грузового элемента выполнены кольцевые проточки для размещения концевых участков пружин. 7. Dumbbell according to claims 1 and 2, characterized in that at the ends of the flanges of the rod and the supporting surfaces of the cargo element, annular grooves are made to accommodate the end sections of the springs. 8. Гантель по п.1, отличающаяся тем, что винтовые пружины выполнены с переменным шагом. 8. The dumbbell according to claim 1, characterized in that the coil springs are made with a variable pitch.
SU4928477 1991-03-05 1991-03-05 Dynamic dumb-bells RU2027456C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4928477 RU2027456C1 (en) 1991-03-05 1991-03-05 Dynamic dumb-bells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4928477 RU2027456C1 (en) 1991-03-05 1991-03-05 Dynamic dumb-bells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2027456C1 true RU2027456C1 (en) 1995-01-27

Family

ID=21570317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4928477 RU2027456C1 (en) 1991-03-05 1991-03-05 Dynamic dumb-bells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2027456C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7927264B2 (en) 2009-07-24 2011-04-19 Fitness Iq Llc Low-impact inertial exercise device
RU202891U1 (en) * 2020-12-07 2021-03-12 Евгений Николаевич Толстокоров Wave Biomechanical Trainer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1273127, кл. A 63B 21/072, 1982. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7927264B2 (en) 2009-07-24 2011-04-19 Fitness Iq Llc Low-impact inertial exercise device
RU202891U1 (en) * 2020-12-07 2021-03-12 Евгений Николаевич Толстокоров Wave Biomechanical Trainer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5868653A (en) Vibrating barbell
US5704881A (en) Apparatus for counterbalancing rehabilitating patients
US4345756A (en) Adjustable dumbbell apparatus
AU2010100506B4 (en) Low impact inertial exercise device
US5040787A (en) Auxiliary magnetic weights
US4681315A (en) Dumbbell with double cover hand protector and grasping training function
CA1099306A (en) Hydraulic force resistor
US5951449A (en) Exercise device
US5334118A (en) Reciprocating weight exercise device
JP5759468B2 (en) Portable device with rotatable eccentric weight for training, exercise and pain relief
US7695414B2 (en) Varying force vector exercise device for inducing musculature perturbations
US4684124A (en) Precessional exercising device
WO1986007273A1 (en) Pyramid weight plate exercising apparatus
CA2244534C (en) Mechanical weightlifting machine
US5474511A (en) Reciprocating weight exercise device
EP0621797A1 (en) Exercise apparatus
WO2007079296A2 (en) Golf swing exerciser
US4640508A (en) Precessional exercising device
RU2027456C1 (en) Dynamic dumb-bells
US5044630A (en) Portable exercise device
US6283898B1 (en) Mechanical weightlifting machine
US20060073952A1 (en) Swinging exerciser having movable weight
RU2060042C1 (en) Dumbbell
RU202891U1 (en) Wave Biomechanical Trainer
RU203583U1 (en) MAGNETIC FLUID POWER TRAINER