Способ использования мускульной энергии человека - RU2752105C1

Описание

Изобретение относится к биомеханике, а именно к способам использования мускульной энергии человека (далее м.э.ч.) в различных целях. Предназначено для применения, преимущественно, в мускульных (мускульно-электрических) транспортных средствах, в том числе плавающих и воздухоплавающих. Применим также в тренажерах, мускульных электрогенераторах, в спорте.

Известны способы использования м.э.ч. с вовлечением в работу основных групп мышц - ног, спины, плеч, и рук в различных устройствах. Это различные мускульные и мускульно-электрические транспортные средства: спец велосипеды, велорикшы, лодки, катамараны. Известны также тренажеры, мускульные электрогенераторы различного типа, например Патент РФ №2558633 от 23 января 2014 г.

Известен способ использования м.э.ч. по принципу работы гребцов академической гребли. (ссылка) В62М 1/16 Патент Франции 2787413 от 18.12.1998 г.

Однако эффективность отдачи мускульной энергии (выходная мощность) и достигаемая скорость при использовании способа недостаточно высоки, что связано в основном с тем, что группы мышц пользователя (ноги, спина, плечи, руки) включены в процесс последовательно и взаимосвязано. Конечная сила тяги при этом не может превышать показатель самого слабого звена в цепочке - ноги, спина, плечи, руки. Не учитывается также физиологическая особенность мышц, особенно ног и рук, что в пределах рабочего цикла (рабочего хода), в начальной стадии разгиба, развиваемая сила тяги значительно меньше чем в конце цикла (разгиба), а скорость хода больше, чем в конце разгиба. Недостаточно обеспечена безопасность пользователя (высоко расположен центр тяжести). Эти недостатки способа не дают возможность выдать высокую мощность, скорость, нет возможности давать отдых отдельным группам мышц в процессе движения.

Целью изобретения является улучшения эксплуатационных (мощность, скорость) и потребительских показателей устройств с применением способа. Для этого кисти рук и таз пользователя фиксируют неподвижно на раме (корпусе), на раме оборудуют неподвижные опоры для рук на уровне плеч, и сиденье низкой посадки для таза. На верхней части туловища, преимущественно, спереди, закрепляют одну из сторон тягопередающих элементов (канатов, цепей), которые другой стороной связывают с ведущей осью через завитые или спирально-завитые шкивы (звездочки), непосредственно или через промежуточную ось. Такими же шкивами связывают с ведущей осью тяговые элементы идущие от ног пользователя. Предложенная схема позволяет включать в работу почти все группы мышц автономно и независимо друг от друга, а суммарная мощность на ведущей оси при этом будет равна «чистой» сумме составляющих, т.е. более высокой. Применение завитых (если достаточно одного оборота накрутки каната) или спирально-завитых (если необходимо более одного оборота) шкивов (звездочек) обусловлено необходимостью учета физиологической особенности строения мышечных групп человека, что при разгибе ног и рук под нагрузкой при постоянной угловой скорости раскрытия калена и локтя в начальной стадии скорость хода больше, а тяга (сила) меньше, чем в завершающей стадии разгиба. Поэтому, для того чтобы транспортному средству двигаться как минимум равномерно, без увеличения угловой скорости, диаметр навивки по мере отмотки каната в завитых шкивах уменьшают, а передаточное число, при этом, плавно увеличивается. При этом не только компенсируется «пробел», но и достигается ускорение (в пределах каждого рабочего цикла) и более высокая конечная скорость. Получаем своеобразную «коробку автомат».

Приведенные отличительные признаки обеспечивают цель изобретения, а именно, повышается конечная выходная мощность, увеличивается скорость, без ухудшения условий безопасности.

Осуществление способа рассмотрим на примере транспортного средства на подвижных опорах качения с размещением ведущего колеса спереди. Пользователь располагается на седле низкой посадки непосредственно за ведущим колесом, пристегивается. Далее к стопам ног он подсоединяет педальные блоки, расположенные по обе стороны ведущего колеса, одевает тяговую лямку, фиксирует кисти рук на упорах, размещенных на раме примерно на уровне плеч. При этом, при согнутых руках, туловище занимает положение близкое к вертикальному с небольшим отклонением вперед. Для симметричного воздействия на ведущую ось и уменьшения трения, используют двухниточную тягопередачу. Для начала старта пользователь сгибает ноги в коленях при согнутых руках возвратно-поступательными движениями верхней части туловища и ног одновременно или по очереди начинает движение. Достигнув необходимой скорости пользователь переводит отдельные группы мышц в режим отдыха, например, приняв положение «полулежа». Управление осуществляется задними колесами переносом центра тяжести в нужную сторону. Низкая посадка обеспечивает условия безопасности.

Реферат

Изобретение относится к биомеханике, в частности к способам использования мускульной энергии человека с вовлечением основных групп мышц. Способ заключается в том, что кисти рук и таз пользователя фиксируют неподвижно на раме. На верхней части туловища закрепляют одну из сторон тягопередающих элементов, которые другой стороной связывают с ведущей осью через завитые шкивы, обеспечивающие плавное увеличение передаточного числа привода. Достигается повышение мощности и скорости передвижения.

Формула